KR101750141B1 - Copolymer and organic solar cell comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지에 관한 것이다. The present invention relates to copolymers and organic solar cells comprising the same.

Description

공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지{COPOLYMER AND ORGANIC SOLAR CELL COMPRISING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a copolymer and an organic solar cell comprising the same. BACKGROUND ART [0002]

본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지에 관한 것이다.The present invention relates to copolymers and organic solar cells comprising the same.

유기 태양전지는 광기전력효과(photovoltaic effect)를 응용함으로써 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환할 수 있는 소자이다. 태양전지는 박막을 구성하는 물질에 따라 무기 태양전지와 유기 태양전지로 나뉠 수 있다. 전형적인 태양전지는 무기 반도체인 결정성 실리콘(Si)을 도핑(doping)하여 p-n 접합으로 만든 것이다. 빛을 흡수하여 생기는 전자와 정공은 p-n 접합점까지 확산되고 그 전계에 의하여 가속되어 전극으로 이동한다. 이 과정의 전력변환 효율은 외부 회로에 주어지는 전력과 태양전지에 들어간 태양전력의 비로 정의되며, 현재 표준화된 가상 태양 조사 조건으로 측정 시 24%정도까지 달성되었다. 그러나 종래 무기 태양전지는 이미 경제성과 재료상의 수급에서 한계를 보이고 있기 때문에, 가공이 쉬우며 저렴하고 다양한 기능성을 가지는 유기물 반도체 태양전지가 장기적인 대체 에너지원으로 각광받고 있다.Organic solar cells are devices that can convert solar energy directly into electric energy by applying photovoltaic effect. Solar cells can be divided into inorganic solar cells and organic solar cells depending on the material constituting the thin film. A typical solar cell is made of p-n junction by doping crystalline silicon (Si), which is an inorganic semiconductor. Electrons and holes generated by absorption of light are diffused to the p-n junction, accelerated by the electric field, and moved to the electrode. The power conversion efficiency of this process is defined as the ratio of the power given to the external circuit to the solar power entering the solar cell, and is achieved up to 24% when measured under the current standardized virtual solar irradiation conditions. However, since conventional inorganic solar cells have already been limited in economic efficiency and supply / demand of materials, organic semiconductor solar cells, which are easy to process, have various functions and are inexpensive, are seen as long-term alternative energy sources.

태양전지는 태양 에너지로부터 가능한 많은 전기 에너지를 출력할 수 있도록 효율을 높이는 것이 중요하다. 이러한 태양전지의 효율을 높이기 위해서는 반도체 내부에서 가능한 많은 엑시톤을 생성하는 것도 중요하지만 생성된 전하를 손실됨 없이 외부로 끌어내는 것 또한 중요하다. 전하가 손실되는 원인 중의 하나가 생성된 전자 및 정공이 재결합(recombination)에 의해 소멸하는 것이다. 생성된 전자나 정공이 손실되지 않고 전극에 전달되기 위한 방법으로 다양한 방법이 제시되고 있으나, 대부분 추가 공정이 요구되고 이에 따라 제조 비용이 상승할 수 있다.Solar cells are important to increase efficiency so that they can output as much electrical energy as possible from solar energy. In order to increase the efficiency of such a solar cell, it is also important to generate as much excitons as possible in the semiconductor, but it is also important to draw out generated charges without loss. One of the causes of loss of charge is that the generated electrons and holes are destroyed by recombination. Various methods have been proposed as methods for transferring generated electrons and holes to electrodes without loss, but most of them require additional processing, which may increase the manufacturing cost.

US 5331183US 5331183 US 5454880US 5454880

본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a copolymer and an organic solar cell including the same.

본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 단위; 및 The present invention relates to a composition comprising a first unit represented by the following formula (1): And

하기 화학식 2로 표시되는 제2 단위를 포함하는 공중합체를 제공한다. And a second unit represented by the following formula (2).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014054479211-pat00001
Figure 112014054479211-pat00001

[화학식 2](2)

Figure 112014054479211-pat00002
Figure 112014054479211-pat00002

화학식 1 및 화학식 2에 있어서, In formulas (1) and (2)

m1 및 m2는 각각 0 내지 3의 정수이고, m1 and m2 are each an integer of 0 to 3,

m1+m2 ≥ 1이며, m1 + m2 > = 1,

n1 및 n2는 각각 0 내지 3의 정수이며, n1 and n2 are each an integer of 0 to 3,

m1, m2, n1 및 n2가 각각 2 이상의 정수인 경우, 2 이상의 괄호 내의 구조는 서로 동일하거나 상이하고, When m1, m2, n1 and n2 are each an integer of 2 or more, the structures in parentheses of 2 or more are the same or different,

X 및 X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRR', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR', Se 또는 Te이며,X and X1 to X4 are the same or different from each other and each independently CRR ', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR '

Y1 내지 Y3는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CR", N, SiR", P, 또는 GeR" 이고,Y1 to Y3 are the same or different from each other and are each independently CR ", N, SiR", P, or GeR "

R, R', R" 및 R1 내지 R12는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.A substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, Or a substituted or unsubstituted alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted alkylthio group, a substituted or unsubstituted arylthio group, a substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group A substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted aryloxy group, A substituted or unsubstituted heterocyclic group, an amine group, a substituted or unsubstituted arylamine group, a substituted or unsubstituted heteroarylamine group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

또한, 본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 전술한 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다. Also, the present specification discloses a plasma display panel comprising a first electrode; A second electrode facing the first electrode; And one or more organic layers disposed between the first electrode and the second electrode and including a photoactive layer, wherein at least one of the organic layers includes the copolymer as described above .

본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 낮은 밴드갭을 유도하는 제1 단위 및 높은 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위를 유도하는 제2 단위를 포함한다. 따라서, 제1 단위와 제2 단위의 비율을 조절하여, 필요에 따라서 밴드갭 및 HOMO 에너지 준위를 조절할 수 있다. The copolymer according to one embodiment of the present disclosure includes a first unit that induces a low band gap and a second unit that derives a highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level. Accordingly, the ratio of the first unit to the second unit can be adjusted to adjust the band gap and the HOMO energy level as needed.

또한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 용해도의 조절이 용이하여, 유기 태양 전지 내에서의 공중합체의 모폴로지(morphology)의 개선이 용이하다. In addition, the solubility of the copolymer according to one embodiment of the present invention can be easily controlled, and the morphology of the copolymer in the organic solar cell can be easily improved.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 유기 태양 전지의 유기물층 재료로 사용될 수 있으며, 이를 포함하는 유기 태양 전지는 개방 전압과 단락 전류의 상승 및/또는 효율 증가 등에서 우수한 특성을 나타낼 수 있다. The copolymer according to one embodiment of the present invention can be used as an organic material layer material of an organic solar cell, and an organic solar cell including the same can exhibit excellent characteristics in terms of an increase in open-circuit voltage and short-circuit current and / or an increase in efficiency.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 유기 태양 전지에서 단독 또는 다른 물질과 혼합하여 사용이 가능하고, 효율의 향상, 화합물의 열적 안정성 등의 특성에 의한 소자의 수명 향상 등이 기대될 수 있다.The copolymer according to one embodiment of the present invention can be used alone or in combination with other materials in an organic solar cell and can be expected to improve the lifetime of the device by improving the efficiency and the thermal stability of the compound .

도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.
도 2는 화합물 A-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 3은 화합물 A-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 화합물 A-2의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 5는 화합물 A-2의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 6은 화합물 B-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 7은 화합물 B-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 8은 화합물 B-2의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 9는 화합물 B-2의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 10는 제조예 3에서 제조된 공중합체 1의 시차주사 열량계(DSC: Differential Scanning Calorimetry) 커브를 나타낸 도이다.
도 11은 제조예 3에서 제조된 공중합체 1의 UV 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 12는 제조예 3에서 제조된 공중합체 1의 전기 화학 측정 결과(cyclic voltametry)를 나타낸 도이다.
도 13은 제조예 4에서 제조된 공중합체 2의 시차주사 열량계(DSC: Differential Scanning Calorimetry) 커브를 나타낸 도이다.
도 14는 제조예 4에서 제조된 공중합체 2의 UV 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 15는 제조예 4에서 제조된 공중합체 2의 전기 화학 측정 결과(cyclic voltametry)를 나타낸 도이다.
도 16은 공중합체 1을 이용한 유기 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 도이다.
도 17은 공중합체 2를 이용한 유기 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 도이다.
1 is a view illustrating an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the MS spectrum of Compound A-1.
3 is an NMR spectrum of Compound A-1.
4 is an NMR spectrum of Compound A-2.
5 shows MS spectrum of Compound A-2.
6 is an NMR spectrum of Compound B-1.
7 is a graph showing the MS spectrum of Compound B-1.
8 is a diagram showing the NMR spectrum of the compound B-2.
9 is a graph showing the MS spectrum of Compound B-2.
10 is a diagram showing a differential scanning calorimetry (DSC) curve of the copolymer 1 produced in Production Example 3. Fig.
11 is a diagram showing the UV spectrum of the copolymer 1 produced in Production Example 3. Fig.
12 is a graph showing a cyclic voltammetry result of the copolymer 1 produced in Production Example 3. FIG.
13 is a diagram showing a differential scanning calorimetry (DSC) curve of the copolymer 2 produced in Production Example 4. Fig.
14 is a diagram showing the UV spectrum of the copolymer 2 produced in Production Example 4. Fig.
FIG. 15 is a graph showing a cyclic voltammetry of the copolymer 2 produced in Production Example 4. FIG.
16 is a graph showing the current density according to the voltage of the organic solar cell using the copolymer 1.
17 is a graph showing the current density according to the voltage of the organic solar cell using the copolymer 2. Fig.

이하 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서에 있어서 '단위'란 공중합체의 단량체에 포함되는 반복되는 구조로서, 단량체가 중합에 의하여 공중합체 내에 결합된 구조를 의미한다.As used herein, the term 'unit' means a repeating structure contained in a monomer of a copolymer, wherein the monomer is bonded to the copolymer by polymerization.

본 명세서에 있어서 '단위를 포함'의 의미는 중합체 내의 주쇄에 포함된다는 의미이다.In this specification, the meaning of 'including unit' means that it is included in the main chain in the polymer.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접하여 있는 경우뿐만 아니라, 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when a member is in contact with another member, but also when there is another member between the two members.

본 명세서에 있어서, 에너지 준위는 에너지의 크기를 의미하는 것이다. 따라서, 진공준위로부터 마이너스(-) 방향으로 에너지 준위가 표시되는 경우에도, 에너지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, HOMO 에너지 준위란 진공준위로부터 최고 점유 분자 오비탈(highest occupied molecular orbital)까지의 거리를 의미한다. 또한, LUMO 에너지 준위란 진공준위로부터 최저 비점유 분자 오비탈(lowest unoccupied molecular orbital)까지의 거리를 의미한다. In this specification, the energy level means the magnitude of energy. Therefore, even when the energy level is displayed in the minus (-) direction from the vacuum level, the energy level is interpreted to mean the absolute value of the energy value. For example, the HOMO energy level means the distance from the vacuum level to the highest occupied molecular orbital. The LUMO energy level also means the distance from the vacuum level to the lowest unoccupied molecular orbital.

본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위 및 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위를 동시에 포함하는 공중합체를 제공한다. The present invention provides a copolymer which simultaneously contains a first unit represented by the general formula (1) and a second unit represented by the general formula (2).

본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 낮은 밴드갭을 유도하는 제1 단위 및 높은 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위를 유도하는 제2 단위를 포함한다. The copolymer according to one embodiment of the present disclosure includes a first unit that induces a low band gap and a second unit that derives a highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level.

본원 명세서의 화학식 1 및 화학식 2에 대응하는 구조를 하나의 단위로 포함하는 경우에는 HOMO 에너지 준위가 4.9 eV 내지 5.3 eV의 HOMO 에너지 준위를 갖어 소자의 적용에 어려움이 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 화학식 1 및 화학식 2를 각각 제1 단위 및 제2 단위로 포함한다. 본 명세서의 일 실시상태에 따라, 화학식 1로 표시되는 제1 단위와 화학식 2로 표시되는 제2 단위의 비율을 조절하여 HOMO 에너지 준위를 4.9 eV 내지 5.45 eV까지 증가하도록 하고, LUMO 에너지 준위도 3.3 eV 내지 4.0 eV로 조절하여 에너지 준위를 소자에 적용가능하도록 할 수 있다. When the structure corresponding to Formulas 1 and 2 of the present specification is included as one unit, the HOMO energy level has a HOMO energy level of 4.9 eV to 5.3 eV, which makes it difficult to apply the device. The copolymer according to one embodiment of the present invention includes a first unit and a second unit of formula (1) and formula (2), respectively. According to one embodiment of the present invention, the HOMO energy level is increased from 4.9 eV to 5.45 eV by adjusting the ratio of the first unit represented by the formula (1) and the second unit represented by the formula (2), and the LUMO energy level is 3.3 eV to 4.0 eV so that the energy level can be applied to the device.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m1+m2 ≥ 1이다. 이 경우, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체의 제조시에 괄호 내의 구조의 연결위치가 2,5 위치 외에 다른 위치에 치환되는 부산물(by-product)이 생성되는 것을 방지할 수 있으며, 낮은 밴드갭(low band gap)을 제공하는 효과가 있다. In one embodiment of the present disclosure, m1 + m2 > = 1. In this case, it is possible to prevent generation of a by-product in which the connecting position of the structure in parentheses is substituted at a position other than the 2,5 position in the production of the copolymer according to one embodiment of the present invention, There is an effect of providing a low band gap.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y1은 NR"이다. In one embodiment of the present disclosure, Y1 is NR ".

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y2는 NR"이다. In another embodiment, Y2 is NR ".

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Y3는 NR"이다. In another embodiment, Y3 is NR ".

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 S이다. In one embodiment of the present disclosure, X is S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, m1은 1이다. In one embodiment of the present disclosure, m1 is one.

하나의 실시상태에 있어서, m2는 1이다. In one implementation, m2 is one.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n1 및 n2는 각각 0 또는 1이다. In one embodiment of the present specification, n1 and n2 are each 0 or 1.

또 하나의 실시상태에 있어서, n1은 1이다. In another embodiment, n1 is one.

다른 실시상태에 있어서, n1은 0이다. In another embodiment, n1 is zero.

또 하나의 실시상태에 있어서, n2는 1이다. In another implementation, n2 is one.

또 하나의 실시상태에 있어서, n2는 0이다. In another embodiment, n2 is zero.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위는 하기 화학식 1-1로 표시된다. In one embodiment of the present invention, the first unit represented by Formula 1 is represented by Formula 1-1.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112014054479211-pat00003
Figure 112014054479211-pat00003

화학식 1-1에 있어서, In Formula 1-1,

X1, X2 및 R1 내지 R6는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, X1, X2 and R1 to R6 are the same as defined in formula (1)

R20 및 R21은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R20 and R21 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위는 하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시된다. In another embodiment, the second unit represented by the formula (2) is represented by the following formula (2-1) or (2-2).

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112014054479211-pat00004
Figure 112014054479211-pat00004

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112014054479211-pat00005
Figure 112014054479211-pat00005

화학식 2-1 및 화학식 2-2에 있어서, In formulas (2-1) and (2-2)

X3, X4 및 R7 내지 R12는 화학식 2에서 정의한 바와 동일하고, X3, X4 and R7 to R12 are the same as defined in formula (2)

R22 및 R23은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R22 and R23 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체는 상기 화학식 1-1로 표시되는 단위; 및 상기 화학식 2-1 또는 상기 화학식 2-2로 표시되는 단위를 포함한다.  In one embodiment of the present invention, the copolymer comprises a unit represented by the formula (1-1); And a unit represented by the above-mentioned formula (2-1) or (2-2).

상기 치환기들의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다. Illustrative examples of such substituents are set forth below, but are not limited thereto.

상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.The term "substituted" means that the hydrogen atom bonded to the carbon atom of the compound is replaced with another substituent, and the substituted position is not limited as long as the substituent is a substitutable position, , Two or more substituents may be the same as or different from each other.

본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.As used herein, the term " substituted or unsubstituted " A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; And a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or does not have any substituent (s).

본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.In the present specification, the halogen group may be fluorine, chlorine, bromine or iodine.

본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the number of carbon atoms of the imide group is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound having the following structure, but is not limited thereto.

Figure 112014054479211-pat00006
Figure 112014054479211-pat00006

본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 1 또는 2 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the amide group may be mono- or di-substituted by nitrogen of the amide group with hydrogen, a straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an aryl group having 6 to 25 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.

Figure 112014054479211-pat00007
Figure 112014054479211-pat00007

본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥틸메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헥실, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkyl group may be linear or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 50. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec- N-pentyl, 3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-hexyl, N-octyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethyl Heptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 2-methylpentyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl and the like.

본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 60인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. In the present specification, the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 60 carbon atoms, and specifically includes cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, But are not limited to, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert- butylcyclohexyl, cycloheptyl, Do not.

본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkoxy group may be linear, branched or cyclic. The number of carbon atoms of the alkoxy group is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 carbon atoms. Specific examples include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, i-propyloxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, N-hexyloxy, n-hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, But is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 40인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나 이들에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkenyl group may be straight-chain or branched, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 2 to 40. Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, Butenyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, (Diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, stilbenyl, stilenyl, and the like.

본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나 이에 한정되지 않는다. In the present specification, the silyl group specifically includes a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a triphenylsilyl group, a diphenylsilyl group, But are not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있으며, 탄소수 1 내지 25의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환되는 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서 내에서의 아릴기는 방향족고리를 의미할 수 있다.In the present specification, the aryl group may be a monocyclic aryl group or a polycyclic aryl group, and includes a case where an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms is substituted. In addition, an aryl group in the present specification may mean an aromatic ring.

상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 25인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the aryl group is a monocyclic aryl group, the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 6 to 25 carbon atoms. Specific examples of the monocyclic aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, and the like, but are not limited thereto.

상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 24인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the aryl group is a polycyclic aryl group, the number of carbon atoms is not particularly limited. And preferably has 10 to 24 carbon atoms. Specific examples of the polycyclic aryl group include naphthyl, anthracenyl, phenanthryl, pyrenyl, perylenyl, klychenyl, fluorenyl, and the like.

본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. In the present specification, the fluorenyl group may be substituted, and adjacent substituents may be bonded to each other to form a ring.

상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,

Figure 112014054479211-pat00008
,
Figure 112014054479211-pat00009
,
Figure 112014054479211-pat00010
Figure 112014054479211-pat00011
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.When the fluorenyl group is substituted,
Figure 112014054479211-pat00008
,
Figure 112014054479211-pat00009
,
Figure 112014054479211-pat00010
And
Figure 112014054479211-pat00011
And the like. However, the present invention is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기 또는 헤테로 아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 상기 헤테로고리기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 60인 것이 바람직하다. 헤테로 고리기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline) 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. In the present specification, the heterocyclic group or the heteroaryl group includes at least one non-carbon atom or hetero atom, and specifically, the hetero atom may include at least one atom selected from the group consisting of O, N, and S have. The number of carbon atoms of the heterocyclic group is not particularly limited, but is preferably 2 to 60 carbon atoms. Examples of the heterocyclic group include a thiophene group, a furan group, a pyrrolyl group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, an oxadiazole group, a triazole group, a pyridyl group, a bipyridyl group, a triazine group, , A quinolinyl group, an isoquinoline group, an indole group, a carbazole group, a benzoxazole group, a benzoimidazole group, a benzothiazole group, a benzocarbazole group, a benzothiophene group, a dibenzothiophene group, a benzofuranyl group, (phenanthroline), dibenzofuranyl group, and the like, but are not limited thereto.

상기 헤테로 고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있다.The heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic, and may be an aromatic, aliphatic or aromatic and aliphatic condensed ring.

본 명세서에 있어서, 아릴아민기의 예로는 치환 또는 비치환된 모노아릴아민기, 치환 또는 비치환된 디아릴아민기, 또는 치환 또는 비치환된 트리아릴아민기가 있다. 상기 아릴아민기 중의 아릴기는 단환식 아릴기일 수 있고, 다환식 아릴기일 수 있으며, 전술한 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다. 상기 아릴기가 2 이상을 포함하는 아릴아민기는 단환식 아릴기, 다환식 아릴기, 또는 단환식아릴기와 다환식 아릴기를 동시에 포함할 수 있다. In the present specification, examples of the arylamine group include a substituted or unsubstituted monoarylamine group, a substituted or unsubstituted diarylamine group, or a substituted or unsubstituted triarylamine group. The aryl group in the arylamine group may be a monocyclic aryl group, may be a polycyclic aryl group, and may be selected from the examples of the aryl group described above. The arylamine group having at least two aryl groups may contain a monocyclic aryl group, a polycyclic aryl group, or a monocyclic aryl group and a polycyclic aryl group at the same time.

아릴 아민기의 구체적인 예로는 페닐아민, 나프틸아민, 비페닐아민, 안트라세닐아민, 3-메틸-페닐아민, 4-메틸-나프틸아민, 2-메틸-비페닐아민, 9-메틸-안트라세닐아민, 디페닐 아민기, 페닐 나프틸 아민기, 디톨릴 아민기, 페닐 톨릴 아민기, 카바졸 및 트리페닐 아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Specific examples of the arylamine group include phenylamine, naphthylamine, biphenylamine, anthracenylamine, 3-methylphenylamine, 4-methyl-naphthylamine, 2-methyl- But are not limited to, cenylamine, diphenylamine, phenylnaphthylamine, ditolylamine, phenyltolylamine, carbazole and triphenylamine groups.

본 명세서에 있어서, 헤테로아릴아민기 중의 헤테로 아릴기는 전술한 헤테로고리기의 예시 중에서 선택될 수 있다.In the present specification, the heteroaryl group in the heteroarylamine group can be selected from the examples of the above-mentioned heterocyclic group.

본 명세서에 있어서, 아릴옥시기, 아릴티옥시기, 아릴술폭시기 및 아랄킬아민기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 구체적으로 아릴옥시기로는 페녹시, p-토릴옥시, m-토릴옥시, 3,5-디메틸-페녹시, 2,4,6-트리메틸페녹시, p-tert-부틸페녹시, 3-비페닐옥시, 4-비페닐옥시, 1-나프틸옥시, 2-나프틸옥시, 4-메틸-1-나프틸옥시, 5-메틸-2-나프틸옥시, 1-안트릴옥시, 2-안트릴옥시, 9-안트릴옥시, 1-페난트릴옥시, 3-페난트릴옥시, 9-페난트릴옥시 등이 있고, 아릴티옥시기로는 페닐티옥시기, 2-메틸페닐티옥시기, 4-tert-부틸페닐티옥시기 등이 있으며, 아릴술폭시기로는 벤젠술폭시기, p-톨루엔술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the present specification, the aryl group in the aryloxy group, arylthioxy group, arylsulfoxy group and aralkylamine group is the same as the aforementioned aryl group. Specific examples of the aryloxy group include phenoxy, p-tolyloxy, m-tolyloxy, 3,5-dimethyl-phenoxy, 2,4,6-trimethylphenoxy, Naphthyloxy, 4-methyl-1-naphthyloxy, 5-methyl-2-naphthyloxy, 1-anthryloxy, 2-anthryl Phenanthryloxy, 9-phenanthryloxy and the like. Examples of the arylthioxy group include phenylthio group, 2-methylphenylthio group, 4-tert-butylphenyl And the like. Examples of the aryl sulfoxy group include a benzene sulfoxy group and a p-toluenesulfoxy group, but the present invention is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 알킬티옥시기, 알킬술폭시기 중의 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다. 구체적으로 알킬티옥시기로는 메틸티옥시기, 에틸티옥시기, tert-부틸티옥시기, 헥실티옥시기, 옥틸티옥시기 등이 있고, 알킬술폭시기로는 메실, 에틸술폭시기, 프로필술폭시기, 부틸술폭시기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkyl group in the alkylthio group and the alkylsulfoxy group is the same as the alkyl group described above. Specific examples of the alkyloxy group include a methylthio group, an ethylthio group, a tert-butylthio group, a hexylthio group and an octylthio group. Examples of the alkylsulfoxy group include a mesyl group, an ethylsulfoxy group, a propylsulfoxy group, But are not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 치환 또는 비치환된 알킬기이다. 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄이다. In one embodiment of the present specification, R "is a substituted or unsubstituted alkyl group. The alkyl group is linear or branched.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R"는 탄소수 1 내지 30의 알킬기이다. In one embodiment of the present invention, R "is an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R"는 치환 또는 비치환된 도데카닐기이다. In one embodiment of the present specification, R "is a substituted or unsubstituted dodecanyl group.

하나의 실시상태에 있어서, R"는 도데카닐기이다. In one embodiment, R "is a dodecanyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R"는 치환 또는 비치환된 2-도데카닐도데카닐기이다. In one embodiment of the present specification, R "is a substituted or unsubstituted 2-dodecanyldodecanyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, R"는 2-도데카닐도데카닐기이다. In another embodiment, R "is a 2-dodecanyldecarbonyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R20 내지 R23은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다. In one embodiment of the present specification, R20 to R23 are the same or different and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.

하나의 실시상태에 있어서, R20은 치환 또는 비치환된 2-도데카닐도데카닐기이다. In one embodiment, R20 is a substituted or unsubstituted 2-dodecanyldodecanyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, R20은 2-도데카닐도데카닐기이다. In another embodiment, R20 is a 2-dodecanyldodecanyl group.

하나의 실시상태에 있어서, R21은 치환 또는 비치환된 2-도데카닐도데카닐기이다. In one embodiment, R21 is a substituted or unsubstituted 2-dodecanyldodecanyl group.

또 하나의 실시상태에 있어서, R21은 2-도데카닐도데카닐기이다. In another embodiment, R21 is a 2-dodecanyldodecanyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R22는 치환 또는 비치환된 도데카닐기이다. In one embodiment of the present specification, R22 is a substituted or unsubstituted dodecanyl group.

하나의 실시상태에 있어서, R22는 도데카닐기이다. In one embodiment, R22 is a dodecanyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R23은 치환 또는 비치환된 도데카닐기이다. In one embodiment of the present specification, R 23 is a substituted or unsubstituted dodecanyl group.

하나의 실시상태에 있어서, R23은 도데카닐기이다. In one embodiment, R23 is a dodecanyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1내지 R12는 수소이다. In one embodiment of the present disclosure, R1 to R12 are hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체는 하기 화학식 3 또는 4로 표시된다. In one embodiment of the present invention, the copolymer is represented by the following general formula (3) or (4).

[화학식 3](3)

Figure 112014054479211-pat00012
Figure 112014054479211-pat00012

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112014054479211-pat00013
Figure 112014054479211-pat00013

화학식 3 및 4에 있어서, In formulas (3) and (4)

x 및 y는 괄호 내 구조의 몰분율로 각각 0 초과 1 미만이고, x and y are the mole fractions of the structures in parentheses,

x+y=1이다. x + y = 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 x는 0.3이다. In one embodiment of the present disclosure, x is 0.3.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 y는 0.7이다. In another embodiment, y is 0.7.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 단위 및 상기 제2 단위의 공중합체 내에서의 비율은 1: 99 내지 99: 1이다. 구체적으로 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 단위 및 상기 제2 단위의 공중합체 내에서의 비율은 3: 7이다. In one embodiment of the present disclosure, the ratio of the first unit and the second unit in the copolymer is from 1:99 to 99: 1. Specifically, in one embodiment of the present specification, the ratio of the first unit and the second unit in the copolymer is 3: 7.

상기의 비율 범위 내에서 당업자에게 필요한 용해도, HOMO 에너지 준위, LUMO 에너지 준위 및/또는 밴드갭을 조절할 수 있다. The solubility, the HOMO energy level, the LUMO energy level, and / or the band gap necessary for a person skilled in the art can be controlled within the above-mentioned ratio range.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체는 랜덤 공중합체이다. 이 경우에 제1 단위 및 제2 단위의 비율이 조절이 용이하다. 또한, 랜덤 공중합체의 경우에 용해도가 향상되어, 소자의 제조 공정상 시간 비용적으로 경제적인 효과가 있다. In one embodiment of the present disclosure, the copolymer is a random copolymer. In this case, the ratio of the first unit and the second unit is easily adjusted. In addition, the solubility is improved in the case of the random copolymer, which is economically effective in time and cost in the manufacturing process of the device.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기로는 헤테로 고리기 또는 아릴기이다. In one embodiment of the present invention, the terminal group of the copolymer is a heterocyclic group or an aryl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 4-(트리플루오로메틸)페닐기(4-(trifluoromethyl)phenyl)이다. In one embodiment of the present invention, the terminal group of the copolymer is a 4- (trifluoromethyl) phenyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 브로모 싸이오펜기(bromo-thiophene)이다.In one embodiment of the present invention, the terminal group of the copolymer is a bromo-thiophene group.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 브로모-벤젠기(bromo-benzene)이다. In another embodiment, the terminal group of the copolymer is a bromo-benzene group.

또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 트라이알킬(싸이오펜-2-일)스태닐기(trialkyl(thiophene-2-yl)stannyl)이다. In another embodiment, the terminal end of the copolymer is a trialkyl (thiophene-2-yl) stannyl.

본 명세서에서 상기 트라이알킬은 트라이메틸 또는 트라이부틸일 수 있다. As used herein, the trialkyl may be trimethyl or tributyl.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체의 수평균 분자량은 500 g/mol내지 1,000,000 g/mol이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 공중합체의 수평균 분자량은 10,000 내지 100,000이 바람직하다. 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 수평균 분자량은 30,000 내지 100,000이다. According to one embodiment of the present disclosure, the number average molecular weight of the copolymer is preferably from 500 g / mol to 1,000,000 g / mol. Preferably, the number average molecular weight of the copolymer is 10,000 to 100,000. In one embodiment of the present disclosure, the number average molecular weight of the copolymer is from 30,000 to 100,000.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 1 내지 100의 분자량 분포를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 공중합체는 1 내지 3의 분자량 분포를 가진다. According to one embodiment of the present disclosure, the copolymer may have a molecular weight distribution of from 1 to 100. Preferably, the copolymer has a molecular weight distribution of from 1 to 3.

분자량 분포는 낮을수록, 수평균 분자량이 커질수록 전기적 특성과 기계적 특성이 더 좋아진다.The lower the molecular weight distribution and the higher the number average molecular weight, the better the electrical and mechanical properties.

또한, 일정 이상의 용해도를 가져서 용액도포법 적용이 유리하도록 하기 위해 수평균 분자량은 100,000이하인 것이 바람직하다. In addition, the number-average molecular weight is preferably 100,000 or less in order to have a solubility of more than a certain level and to be advantageous in application of a solution coating method.

상기 공중합체는 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다. The copolymer can be produced on the basis of the following production example.

m1의 괄호 내의 구조의 말단 및 m2의 괄호내의 구조의 말단에 할로겐기가 도입된 화합물; n1의 괄호 내의 구조의 말단 및 n2의 괄호내의 구조의 말단에 할로겐기가 도입된 화합물; 및 양 쪽에 스태닐기로 치환된 싸이오펜기를 반응시켜 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 공중합체를 제조할 수 있다. a compound in which a halogen group is introduced at the end of the structure in parentheses of m1 and at the end of the structure in parentheses of m2; a compound in which a halogen group is introduced at the end of the structure in the bracket of n1 and at the end of the structure in the bracket of n2; And a thiophene group substituted with a stannyl group on both sides, to prepare a copolymer represented by the general formulas (1) and (2).

본 명세서에 따른 공중합체는 다단계 화학반응으로 제조할 수 있다. 알킬화 반응, 그리냐르(Grignard) 반응, 스즈끼(Suzuki) 커플링 반응 및 스틸(Stille) 커플링 반응 등을 통하여 모노머들을 제조한 후, 스틸 커플링 반응 등의 탄소-탄소 커플링 반응을 통하여 최종 공중합체들을 제조할 수 있다. 도입하고자 하는 치환기가 보론산(boronic acid) 또는 보론산 에스터(boronic ester) 화합물인 경우에는 스즈키 커플링 반응을 통해 제조할 수 있고, 도입하고자 하는 치환기가 트리부틸틴(tributyltin) 또는 트리메틸틴(trimethyltin) 화합물인 경우에는 스틸 커플링 반응을 통해 제조할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The copolymers according to the present disclosure can be prepared by a multistage chemical reaction. The monomers may be prepared through alkylation, Grignard reaction, Suzuki coupling reaction, and Stille coupling reaction, followed by carbon-carbon coupling reaction such as a steel coupling reaction, Lt; / RTI > When the substituent to be introduced is a boronic acid or a boronic ester compound, it can be prepared through a Suzuki coupling reaction. When the substituent to be introduced is tributyltin or trimethyltin ) Compound, it may be prepared through a steel coupling reaction, but the present invention is not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다. In one embodiment of the present disclosure, the first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic material layer including a photoactive layer and disposed between the first electrode and the second electrode, wherein at least one of the organic material layers includes the copolymer.

본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 태양 전지는 제1 전극, 광활성층 및 제2 전극을 포함한다. 상기 유기 태양 전지는 기판, 정공수송층 및/또는 전자수송층이 더 포함될 수 있다. An organic solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first electrode, a photoactive layer, and a second electrode. The organic solar cell may further include a substrate, a hole transporting layer, and / or an electron transporting layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지가 외부 광원으로부터 광자를 받으면 전자 주개와 전자 받개 사이에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 정공은 전자 도너층을 통하여 양극으로 수송된다. In one embodiment of the present invention, when the organic solar cell receives photons from an external light source, electrons and holes are generated between the electron beams and the electron acceptors. The generated holes are transported to the anode through the electron donor layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층은 상기 공중합체를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the organic material layer includes a hole transport layer, a hole injection layer, or a layer that simultaneously transports holes and holes, and the hole transport layer, the hole injection layer, And the copolymer.

또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 공중합체를 포함한다. In another embodiment, the organic material layer may include an electron injection layer, an electron transport layer, or a layer that simultaneously performs electron injection and electron transport, and the electron injection layer, the electron transport layer, And the copolymer.

도 1 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.1 illustrates an organic solar cell according to an embodiment of the present invention.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지가 외부 광원으로부터 광자를 받으면 전자 주개와 전자 받개 사이에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 정공은 전자 도너층을 통하여 양극으로 수송된다. In one embodiment of the present invention, when the organic solar cell receives photons from an external light source, electrons and holes are generated between the electron beams and the electron acceptors. The generated holes are transported to the anode through the electron donor layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 부가적인 유기물층을 더 포함할 수 있다. 상기 유기 태양 전지는 여러 기능을 동시에 갖는 유기물을 사용하여 유기물층의 수를 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present disclosure, the organic solar cell may further include an additional organic layer. The organic solar cell can reduce the number of organic layers by using organic materials having various functions at the same time.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드이다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드이다. In one embodiment of the present disclosure, the first electrode is an anode, and the second electrode is a cathode. In another embodiment, the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 태양 전지는 캐소드, 광활성층 및 애노드 순으로 배열될 수도 있고, 애노드, 광활성층 및 캐소드 순으로 배열될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. In one embodiment of the present disclosure, the organic solar cell may be arranged in the order of the cathode, the photoactive layer, and the anode, and may be arranged in the order of the anode, the photoactive layer, and the cathode, but is not limited thereto.

또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 애노드, 정공수송층, 광활성층, 전자수송층 및 캐소드 순으로 배열될 수도 있고, 캐소드, 전자수송층, 광활성층, 정공수송층 및 애노드 순으로 배열될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.In another embodiment, the organic solar cell may be arranged in the order of an anode, a hole transporting layer, a photoactive layer, an electron transporting layer and a cathode, and may be arranged in the order of a cathode, an electron transporting layer, a photoactive layer, a hole transporting layer, , But is not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 노멀(Normal)구조이다. 상기 노말 구조는 기판 상에 애노드가 형성되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기태양전지가 노말 구조인 경우, 기판 상에 형성되는 제1 전극이 애노드일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic solar cell is a normal structure. The normal structure may mean that the anode is formed on the substrate. More specifically, according to one embodiment of the present invention, when the organic solar cell is of a normal structure, the first electrode formed on the substrate may be an anode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 인버티드(Inverted) 구조이다. 상기 인버티드 구조는 기판 상에 캐소드가 형성되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기태양전지가 인버티드 구조인 경우, 기판 상에 형성되는 제1 전극이 캐소드일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the organic solar cell is an inverted structure. The inverted structure may mean that the cathode is formed on the substrate. Specifically, according to an embodiment of the present invention, when the organic solar cell is an inverted structure, the first electrode formed on the substrate may be a cathode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 탠덤 (tandem) 구조이다. 이 경우 상기 유기 태양 전지는 2 층 이상의 광활성층을 포함할 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기태양 전지는 광활성층이 1층 또는 2층 이상일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the organic solar cell is a tandem structure. In this case, the organic solar cell may include two or more photoactive layers. The organic solar cell according to one embodiment of the present disclosure may have one photoactive layer or two or more layers.

또 하나의 실시상태에 있어서, 버퍼층이 광활성층과 정공수송층 사이 또는 광활성층과 전자수송층 사이에 구비될 수 있다. 이때, 정공 주입층이 애노드와 정공수송층사이에 더 구비될 수 있다. 또한, 전자주입층이 캐소드와 전자수송층 사이에 더 구비될 수 있다. In another embodiment, a buffer layer may be provided between the photoactive layer and the hole transporting layer or between the photoactive layer and the electron transporting layer. At this time, a hole injection layer may be further provided between the anode and the hole transport layer. Further, an electron injecting layer may be further provided between the cathode and the electron transporting layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 전자 주개 및 받개로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하고, 상기 전자 주개물질은 상기 공중합체를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the photoactive layer includes one or more selected from the group consisting of an electron donor and a donor, and the electron donor material includes the copolymer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 받개 물질은 플러렌, 플러렌 유도체, 바소쿠프로인, 반도체성 원소, 반도체성 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로 플러렌(fullerene), 플러렌 유도체(PCBM((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-methylester) 또는 PCBCR((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-cholesteryl ester), 페릴렌(perylene) PBI(polybenzimidazole), 및 PTCBI(3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic bis-benzimidazole)로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 화합물이다. In one embodiment of the present disclosure, the electron acceptor material may be selected from the group consisting of fullerene, fullerene derivatives, vicoprofoins, semiconducting elements, semiconducting compounds, and combinations thereof. (6,6) -phenyl-C61-butyric acid-methylester) or PCBCR ((6,6) -phenyl-C61-butyric acid-cholesteryl ester), perylene perylene, polybenzimidazole (PBI), and 3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic bis-benzimidazole (PTCBI).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성한다. In one embodiment of the present disclosure, the electron donor and the electron acceptor constitute a bulk heterojunction (BHJ).

벌크 헤테로 정션이란 광활성층에서 전자 주개 물질과 전자 받개 물질이 서로 섞여 있는 것을 의미한다.Bulk heterojunction means that the electron donor material and the electron acceptor material are mixed in the photoactive layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 n 형 유기물층 및 p 형 유기물층을 포함하는 이층 박막(bilayer) 구조이며, 상기 p형 유기물층은 상기 공중합체를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the photoactive layer is a bilayer structure including an n-type organic layer and a p-type organic layer, and the p-type organic layer includes the copolymer.

본 명세서에서 상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 유기 태양 전지에 통상적으로 사용되는 기판이면 제한되지 않는다. 구체적으로 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PP(polypropylene), PI(polyimide), TAC(triacetyl cellulose) 등이 있으나. 이에 한정되는 것은 아니다. In this specification, the substrate may be a glass substrate or a transparent plastic substrate having excellent transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness, but is not limited thereto, and is not limited as long as it is a substrate commonly used in organic solar cells. Specific examples include glass or polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP), polyimide (PI), and triacetyl cellulose (TAC) But is not limited thereto.

상기 애노드 전극은 투명하고 전도성이 우수한 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SNO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸싸이오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)싸이오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.The anode electrode may be a transparent material having excellent conductivity, but is not limited thereto. Metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SNO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline.

상기 애노드 전극의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 스퍼터링, E-빔, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법을 사용하여 기판의 일면에 도포되거나 필름형태로 코팅됨으로써 형성될 수 있다.The method of forming the anode electrode is not particularly limited and may be applied to one surface of the substrate or may be coated in a film form using, for example, sputtering, E-beam, thermal evaporation, spin coating, screen printing, inkjet printing, doctor blade or gravure printing . ≪ / RTI >

상기 애노드 전극을 기판 상에 형성하는 경우, 이는 세정, 수분제거 및 친수성 개질 과정을 거칠 수 있다. When the anode electrode is formed on a substrate, it may undergo cleaning, moisture removal and hydrophilic reforming processes.

예컨대, 패터닝된 ITO 기판을 세정제, 아세톤, 이소프로필 알코올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음, 수분 제거를 위해 가열판에서 100~150℃에서 1~30분간, 바람직하게는 120℃에서 10분간 건조하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질한다.For example, the patterned ITO substrate is sequentially washed with a cleaning agent, acetone, and isopropyl alcohol (IPA), and then dried on a heating plate at 100 to 150 ° C for 1 to 30 minutes, preferably 120 ° C for 10 minutes , And the substrate surface is hydrophilically reformed when the substrate is completely cleaned.

상기와 같은 표면 개질을 통해 접합 표면 전위를 광활성층의 표면 전위에 적합한 수준으로 유지할 수 있다. 또한, 개질 시 애노드 전극 위에 고분자 박막의 형성이 용이해지고, 박막의 품질이 향상될 수도 있다. Through such surface modification, the junction surface potential can be maintained at a level suitable for the surface potential of the photoactive layer. Further, in the modification, the formation of the polymer thin film on the anode electrode is facilitated, and the quality of the thin film may be improved.

애노드 전극의 전 처리 기술로는 a) 평행 평판형 방전을 이용한 표면 산화법, b) 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법, 및 c) 플라즈마에 의해 생성된 산소 라디칼을 이용하여 산화하는 방법 등이 있다.The anode electrode pre-treatment techniques include a) surface oxidation using a parallel plate discharge, b) a method of oxidizing the surface through ozone generated using UV ultraviolet radiation in vacuum, and c) oxygen radicals produced by the plasma And the like.

애노드 전극 또는 기판의 상태에 따라 상기 방법 중 한가지를 선택할 수 있다. 다만, 어느 방법을 이용하든지 공통적으로 애노드 전극 또는 기판 표면의 산소이탈을 방지하고 수분 및 유기물의 잔류를 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이 때, 전 처리의 실질적인 효과를 극대화할 수 있다. One of the above methods can be selected depending on the state of the anode electrode or the substrate. However, whichever method is used, it is preferable to prevent oxygen from escaping from the surface of the anode electrode or the substrate and to suppress the residual of moisture and organic matter as much as possible. At this time, the substantial effect of the preprocessing can be maximized.

구체적인 예로서, UV를 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법을 사용할 수 있다. 이 때, 초음파 세정 후 패터닝된 ITO 기판을 가열판(hot plate)에서 베이킹(baking)하여 잘 건조시킨 다음, 챔버에 투입하고, UV 램프를 작용시켜 산소 가스가 UV 광과 반응하여 발생하는 오존에 의하여 패터닝된 ITO 기판을 세정할 수 있다. As a specific example, a method of oxidizing the surface through ozone generated using UV can be used. At this time, the ITO substrate patterned after the ultrasonic cleaning is dried by baking on a hot plate, and then put into a chamber. Then, by the action of a UV lamp, ozone generated by reaction of oxygen gas with UV light The patterned ITO substrate can be cleaned.

그러나, 본 명세서에 있어서의 패터닝된 ITO 기판의 표면 개질 방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.However, the method of modifying the surface of the patterned ITO substrate in the present specification is not particularly limited, and any method may be used as long as it is a method of oxidizing the substrate.

상기 캐소드 전극은 일함수가 작은 금속이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Fe, Al:Li, Al:BaF2, Al:BaF2:Ba와 같은 다층 구조의 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The cathode electrode may be a metal having a small work function, but is not limited thereto. Specifically, metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; Layer structure such as LiF / Al, LiO 2 / Al, LiF / Fe, Al: Li, Al: BaF 2 and Al: BaF 2 : Ba.

상기 캐소드 전극은 5x10-7torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 증착되어 형성될 수 있으나, 이 방법에만 한정되는 것은 아니다.The cathode electrode may be formed by depositing in a thermal evaporator having a degree of vacuum of 5 x 10 < -7 > torr or less, but the method is not limited thereto.

상기 정공수송층 및/또는 전자수송층 물질은 광활성층에서 분리된 전자와 정공을 전극으로 효율적으로 전달시키는 역할을 담당하며, 물질을 특별히 제한하지는 않는다. The hole transporting layer and / or the electron transporting layer material efficiently transfer electrons and holes separated from the photoactive layer to the electrode, and the material is not particularly limited.

상기 정공수송층 물질은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenediocythiophene) doped with poly(styrenesulfonic acid)), 몰리브데늄 산화물(MoOx); 바나듐 산화물(V2O5); 니켈 산화물(NiO); 및 텅스텐 산화물(WOx) 등이 될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다. The hole transport layer material may include poly (3,4-ethylenediocythiophene) doped with poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT: PSS), molybdenum oxide (MoO x ); Vanadium oxide (V 2 O 5 ); Nickel oxide (NiO); And tungsten oxide (WO x ), but the present invention is not limited thereto.

상기 전자수송층 물질은 전자추출금속 산화물(electron-extracting metal oxides)이 될 수 있으며, 구체적으로 8-히드록시퀴놀린의 금속착물; Alq3를 포함한 착물; Liq를 포함한 금속착물; LiF; Ca; 티타늄 산화물(TiOx); 아연 산화물(ZnO); 및 세슘 카보네이트(Cs2CO3) 등이 될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.The electron transport layer material may be electron-extracting metal oxides, specifically a metal complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Metal complexes including Liq; LiF; Ca; Titanium oxide (TiO x ); Zinc oxide (ZnO); And cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), but the present invention is not limited thereto.

광활성층은 전자공여체 및/또는 전자수용체와 같은 광활성 물질을 유기용매에 용해시킨 후 용액을 스핀 코팅, 딥코팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 브러쉬 페인팅 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이들 방법에만 한정되는 것은 아니다.The photoactive layer can be formed by dissolving a photoactive material such as an electron donor and / or an electron acceptor in an organic solvent, and then applying the solution by spin coating, dip coating, screen printing, spray coating, doctor blade, brush painting, But is not limited to the method.

상기 공중합체의 제조 방법 및 이를 포함하는 유기 태양 전지의 제조는 이하 제조예 및 실시예에서 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 본 명세서의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.The process for producing the copolymer and the production of the organic solar cell including the same will be described in detail in the following Production Examples and Examples. However, the following examples are intended to illustrate the present specification, and the scope of the present specification is not limited thereto.

제조예 1. 모노머 A-2의 제조 Production Example 1. Preparation of monomer A-2

Figure 112014054479211-pat00014
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(1) 디메틸 포름 아미드(DMF) 120 mL 에 수소화나트륨(NaH) (2.09 g, 87 mmol)을 녹이고, A 화합물 (10.0 g, 33.31 mmol)을 넣어주었다. 혼합 용액을 상온에서 1 시간 동안 교반 후, 디메틸포름아미드(DMF) 30 mL 에 데실-테트라데실브로마이드(decyl-tetradecylbromide) (37.58 g, 90 mmol) 녹여 50 ℃에서 서서히 주입하였다. 혼합 용액을 80 ℃에서 48 시간동안 교반하였다. 반응물을 상온으로 내린 후, 400 mL 의 물에 넣고 반응을 종료하였다. 침전된 고체를 필터하고, 필터된 잔류 생성물을 물과 메탄올 순으로 여러 번 씻어 주었다. 잔류 생성물을 실리카 컬럼(silica column, eluent: DCM)을 통해서 검보라색의 고체인 A-1 화합물을 11.27g 얻었다. (수율: 35%)(1) Sodium hydride (NaH) (2.09 g, 87 mmol) was dissolved in 120 mL of dimethylformamide (DMF) and the compound A (10.0 g, 33.31 mmol) was added thereto. The mixed solution was stirred at room temperature for 1 hour, and then decyl-tetradecylbromide (37.58 g, 90 mmol) was dissolved in 30 mL of dimethylformamide (DMF) and slowly injected at 50 ° C. The mixed solution was stirred at 80 DEG C for 48 hours. The reaction mixture was cooled to room temperature, and then charged into 400 mL of water to complete the reaction. The precipitated solids were filtered and the filtered residual product was washed several times with water and methanol. The residue was purified by silica column (eluent: DCM) to obtain 11.27 g of A-1 compound as a purple solid. (Yield: 35%).

도 2는 화합물 A-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다. 2 is a graph showing the MS spectrum of Compound A-1.

도 3은 화합물 A-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다. 3 is an NMR spectrum of Compound A-1.

(2) 클로로 포름(CHCl3) 100mL 에 화합물 A-1 (3.0 g, 3.08 mmol)을 녹이고 N-브로모 숙신이미드(NBS) (1.205 g, 6.77 mmol)을 넣고, 상온에서 6 시간 교반하였다. 반응 후, 디클로로메탄(DCM)으로 추출한 후, 황산 마그네슘(MgSO4; Magnesiumsulfate)로 잔여 물을 제거 후, 감압 하에 용매를 제거하였다. 잔류 생성물을 실리카 컬럼(silica column, eluent: Hexane/CHCl3 = 3:1)을 통해서 검보라색의 고체인 화합물 A를 얻었다.(2) To a solution of compound A-1 (3.0 g, 3.08 mmol) in 100 mL of chloroform (CHCl 3 ) was added N-bromosuccinimide (NBS) (1.205 g, 6.77 mmol) and the mixture was stirred at room temperature for 6 hours . After the reaction, the reaction mixture was extracted with dichloromethane (DCM), the residue was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ), and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was purified by silica column (silica column: eluent: hexane / CHCl 3 = 3: 1) to obtain Compound A, which was a solid of a violet color.

도 4는 화합물 A-2의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다. 4 is an NMR spectrum of Compound A-2.

도 5는 화합물 A-2의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다. 5 shows MS spectrum of Compound A-2.

제조예 2. 모노머 B-2의 제조 Production Example 2. Preparation of monomer B-2

Figure 112014054479211-pat00015
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(1) 톨루엔 80 mL 에 화합물 B (5.27 g, 11 mmol)와 트리부틸틴싸이오펜 (tributyltin-thiophene) (10.48 mL, 33 mmol)을 녹이고 테트라키스 트리페닐포스핀 팔라듐(Pd(PPh3)4)촉매 (0.38 g, 0.33 mmol)를 넣고, 110 ℃에서 48 시간 교반하였다. 반응 후, 클로로포름 (CHCl3 )과 추출 후 실리카 컬럼(silica column, eluent: Hexane: CHCl3=1:1)을 통해서 노란색의 고체인 화합물 B-1을 4.54g 얻었다. (수율: 85 %) (1) was dissolved in toluene 80 mL compound B (5.27 g, 11 mmol) and tributyltin thiophene (tributyltin-thiophene) (10.48 mL , 33 mmol) tetrakis (triphenylphosphine) palladium (Pd (PPh 3) 4 ) Catalyst (0.38 g, 0.33 mmol) were added, and the mixture was stirred at 110 占 폚 for 48 hours. After the reaction, 4.54 g of Compound B-1 as a yellow solid was obtained through chloroform (CHCl 3 ) and a silica column (silica column: eluent: hexane: CHCl 3 = 1: 1). (Yield: 85%).

도 6은 화합물 B-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다. 6 is an NMR spectrum of Compound B-1.

도 7은 화합물 B-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다. 7 is a graph showing the MS spectrum of Compound B-1.

(2) 클로로포름 (CHCl3) 70mL 와 아세트산(AcOH) 30 mL 에 화합물 B-1 (1.94 g, 4.0 mmol)을 녹이고 N-브로모 숙신이미드(NBS) (1.566 g, 8.8 mmol)을 넣고, 상온에서 6 시간 교반하였다. 반응 후, DCM 으로 추출한 후, 디클로로메탄(DCM)으로 추출한 후, 황산 마그네슘(MgSO4; Magnesiumsulfate)로 잔여 물을 제거 후, 감압 하에 용매를 제거하였다. 잔류 생성물을 실리카 컬럼(silica column, eluent: Hexane/CH2Cl2 = 10:0.2)을 통해서 노란색의 고체인 화합물 B-2를 1.93g 얻었다. (수율: 75%)(2) Compound B-1 (1.94 g, 4.0 mmol) was dissolved in 70 mL of chloroform (CHCl 3 ) and 30 mL of acetic acid and N-bromosuccinimide (NBS) (1.566 g, 8.8 mmol) And the mixture was stirred at room temperature for 6 hours. After the reaction, the reaction mixture was extracted with DCM, extracted with dichloromethane (DCM), the residue was removed with magnesium sulfate (MgSO 4 ), and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was purified by silica column (eluent: hexane / CH 2 Cl 2 = 10: 0.2) to obtain 1.93 g of a yellow solid B-2. (Yield: 75%).

도 8은 화합물 B-2의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다. 8 is a diagram showing the NMR spectrum of the compound B-2.

도 9는 화합물 B-2의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다. 9 is a graph showing the MS spectrum of Compound B-2.

제조예Manufacturing example 3. 공중합체 1의 제조  3. Preparation of Copolymer 1

Figure 112014054479211-pat00016
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Figure 112014054479211-pat00017
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마이크로웨이브 반응 용기에 세 개의 화합물 A-2 (0.3394 g, 0.3 mmol), 화합물 B-2 (0.4505 g, 0.7 mmol), 2,5-비스(트리메틸스태닐)싸이오펜(2,5-bis(trimethylstannyl)thiophene) (0.4098 g, 1 mmol)을 넣어주고, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3)촉매 (0.0183 g, 0.02 mmol)과 트리-o-톨릴포스핀(tri-o-tolylphosphine) 리간드 (0.02443 g, 0.08 mmol)을 넣어주었다. 반응 용기를 질소로 탈기(degassing)한 후, 클로로벤젠 10 mL 와 디메틸 포름아미드(DMF) 1 mL 를 넣어주었다. 혼합 용액을 마이크로웨이브 반응기에서 80 ℃에서 10 분, 100 ℃에서 10 분, 120 ℃에서 10 분, 140 ℃에서 10 분, 150 ℃에서 1.5 시간 교반하였다. 반응 후, 브로모-벤조트리플로라이드(bromo-benzotrifluoride )를 말단기로 넣고 추가적으로 100 ℃에서 10 분, 130 ℃에서 10 분, 150 ℃에서 40 분 더 교반하였다. 얻어진 겔을 메탄올에 침전하고 얻어진 고체를 클로로벤젠에 녹이고 에틸렌디아민사아세트산 (EDTA) 수용액과 혼합하여 120 ℃에서 2 시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 메탄올에 침전하고 얻어진 고체를 메탄올, 아세톤, 헥산, 디클로로메탄(DCM), 클로로포름(CHCl3) 순으로 석슐렛(Soxhlet)하고, 클로로포름(CHCl3) 에 녹은 부분과 팀블에 남아있는 부분을 섞어 공중합체 1을 얻었다. 합성된 고분자는 클로로벤젠이 낮은 용해도를 가지고 있었으며, 부분적으로 용해된 부분의 분자량은 29800 이며, PDI 는 1.7 로 관찰되었다.(0.3394 g, 0.3 mmol), compound B-2 (0.4505 g, 0.7 mmol), 2,5-bis (trimethylstannyl) thiophene (dibenzylideneacetone) dipalladium (Pd 2 (dba) 3 ) catalyst (0.0183 g, 0.02 mmol) and tri-o-tolylphosphine (trimethylstannyl) thiophene (0.4098 g, -o-tolylphosphine ligand (0.02443 g, 0.08 mmol). The reaction vessel was degassed with nitrogen, then 10 mL of chlorobenzene and 1 mL of dimethylformamide (DMF) were added. The mixed solution was stirred in a microwave reactor at 80 ° C for 10 minutes, at 100 ° C for 10 minutes, at 120 ° C for 10 minutes, at 140 ° C for 10 minutes, and at 150 ° C for 1.5 hours. After the reaction, bromo-benzotrifluoride was added as an end group, and the mixture was further stirred at 100 ° C for 10 minutes, at 130 ° C for 10 minutes, and at 150 ° C for 40 minutes. The obtained gel was precipitated in methanol, and the obtained solid was dissolved in chlorobenzene, mixed with an aqueous solution of ethylenediamine acetic acid (EDTA), and stirred at 120 ° C for 2 hours. The reaction solution was precipitated in methanol and the resulting solid was subjected to Soxhlet in the order of methanol, acetone, hexane, dichloromethane (DCM) and chloroform (CHCl 3 ), and the portion dissolved in chloroform (CHCl 3 ) Were mixed to obtain Copolymer 1. The synthesized polymer had a low solubility of chlorobenzene. The molecular weight of the partially dissolved portion was 29,800 and the PDI was 1.7.

도 10는 제조예 1에서 제조된 공중합체 1의 시차주사 열량계(DSC: Differential Scanning Calorimetry) 커브를 나타낸 도이다. 도 10에서 보면, 100 ℃ 부근에서 기울기의 변화가 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, 100 ℃에서 유리 전이 온도 (glass transition peak (Tg))를 갖음을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 제조된 공중합체 1을 포함하는 층의 열처리를 통하여 우수한 모폴로지를 갖을 것을 기대할 수 있다. 10 is a diagram showing a differential scanning calorimetry (DSC) curve of the copolymer 1 produced in Production Example 1. FIG. 10, it can be seen that there is a change in the slope at around 100 ° C. That is, it can be confirmed that the glass transition temperature (glass transition peak (Tg)) at 100 캜 is obtained. In this case, it can be expected that the produced layer containing the copolymer 1 has excellent morphology through heat treatment.

도 11은 제조예 1에서 제조된 공중합체 1의 UV 스펙트럼을 나타낸 도이다. 상기 도 11의 결과를 보면, 가시광선 영역의 파장뿐만 아니라 근적외선(NIR)영역까지 넓은 범위의 파장을 흡수 함을 알 수 있다. 따라서, 많은 양의 빛을 흡수할 수 있어, 소자의 효율 증대에 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 11 is a diagram showing a UV spectrum of the copolymer 1 produced in Production Example 1. Fig. The results of FIG. 11 indicate that a wide range of wavelengths are absorbed not only in the visible light region but also in the near infrared region (NIR). Therefore, a large amount of light can be absorbed, which can positively affect the efficiency of the device.

구체적으로 상기 제조예 1에서 제조된 공중합체 1을 디클로로벤젠(DCB)에 용해시킨 물질, 필름 형태, 110 ℃에서 열처리한 후의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. Specifically, a substance obtained by dissolving the copolymer 1 prepared in Preparation Example 1 in dichlorobenzene (DCB), a film form, and an absorption spectrum after heat treatment at 110 ° C were measured.

도 12는 제조예 1에서 제조된 공중합체 1의 전기 화학 측정 결과(cyclic voltametry)를 나타낸 도이다. 상기 도 12의 전기 화학 측정 결과를 보면, 제조된 공중합체 1이 소자에 적용할 수 있는 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위 값을 갖음을 확인할 수 있다. 12 is a diagram showing a cyclic voltammetry result of the copolymer 1 produced in Production Example 1. FIG. The electrochemical measurement results of FIG. 12 confirm that the prepared copolymer 1 has a HOMO energy level and a LUMO energy level applicable to the device.

제조예Manufacturing example 4. 공중합체 2의 제조  4. Preparation of Copolymer 2

Figure 112014054479211-pat00018
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Figure 112014054479211-pat00019
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마이크로웨이브 반응 용기에 세 개의 화합물 A-2 (0.4639 g, 0.41 mmol), 화합물 B (0.4585 g, 0.9566 mmol), 2,5-비스(트리메틸스태닐)싸이오펜(2,5-bis(trimethylstannyl)thiophene) (0.56 g, 1.3666 mmol)을 넣어주고, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3)촉매 (0.0247 g, 0.027 mmol)과 트리-o-톨릴포스핀(tri-o-tolylphosphine) 리간드 (0.0332 g, 0.109 mmol)을 넣어주었다. 질소로 탈기(degassing)한 후, 클로로벤젠 10 mL 와 디메틸 포름아미드(DMF) 1 mL 를 넣어주었다. 혼합 용액을 마이크로웨이브 반응기에서 80 ℃에서 10 분, 100 ℃에서 10 분, 120 ℃에서 10 분, 140 ℃에서 10 분, 150 ℃에서 1.5 시간 교반하였다. 브로모-벤조트리플로라이드(bromo-benzotrifluoride )를 말단기로 넣고, 추가적으로 100 ℃에서 10 분, 130 ℃에서 10 분, 150 ℃에서 40 분 더 교반하였다. 얻어진 겔을 메탄올에 침전하고 얻어진 고체를 클로로벤젠에 녹이고 에틸렌디아민사아세트산 (EDTA) 수용액과 혼합하여 120 ℃에서 2 시간 동안 교반하였다. 반응 용액을 메탄올에 침전하고 얻어진 고체를 메탄올, 아세톤, 헥산, 페트롤륨 에테르(petroleum ether), 디클로로메탄(DCM) 순으로 석슐렛(Soxhlet) 하고, 디클로로메탄(DCM) 에 녹아난 부분을 침전하여 최종 공중합체 2를 얻었다. 합성된 고분자는 매우 우수한 용해도를 가지고 있었으며, GPC 측정 결과 수평균 분자량은 35000 이며, PDI 는 1.35 로 관찰되었다. To a microwave reaction vessel were added three compounds A-2 (0.4639 g, 0.41 mmol), compound B (0.4585 g, 0.9566 mmol), 2,5-bis (trimethylstannyl) thiophene (dibenzylideneacetone) dipalladium (Pd 2 (dba) 3 ) catalyst (0.0247 g, 0.027 mmol) and tri-o-tolylphosphine (0.56 g, 1.3666 mmol) -tolylphosphine ligand (0.0332 g, 0.109 mmol). After degassing with nitrogen, 10 mL of chlorobenzene and 1 mL of dimethylformamide (DMF) were added. The mixed solution was stirred in a microwave reactor at 80 ° C for 10 minutes, at 100 ° C for 10 minutes, at 120 ° C for 10 minutes, at 140 ° C for 10 minutes, and at 150 ° C for 1.5 hours. Bromo-benzotrifluoride was added as an end group, and further stirred at 100 캜 for 10 minutes, at 130 캜 for 10 minutes and at 150 캜 for 40 minutes. The obtained gel was precipitated in methanol, and the obtained solid was dissolved in chlorobenzene, mixed with an aqueous solution of ethylenediamine acetic acid (EDTA), and stirred at 120 ° C for 2 hours. The reaction solution was precipitated in methanol and the resulting solid was subjected to Soxhlet in the order of methanol, acetone, hexane, petroleum ether and dichloromethane (DCM), and the portion dissolved in dichloromethane (DCM) was precipitated To obtain a final copolymer 2. The synthesized polymer had very good solubility. As a result of GPC measurement, number average molecular weight was 35000 and PDI was 1.35.

도 13은 제조예 2에서 제조된 공중합체 2의 시차주사 열량계(DSC: Differential Scanning Calorimetry) 커브를 나타낸 도이다. 도 13에서 보면, 100 ℃ 부근에서 기울기의 변화가 있는 것을 확인할 수 있다. 즉, 100 ℃에서 유리 전이 온도 (glass transition peak (Tg))를 갖음을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 제조된 공중합체 2를 포함하는 층의 열처리를 통하여 우수한 모폴로지를 갖을 것을 기대할 수 있다. 13 is a diagram showing a differential scanning calorimetry (DSC) curve of the copolymer 2 produced in Production Example 2. Fig. 13, it can be seen that there is a change in the slope near 100 deg. That is, it can be confirmed that the glass transition temperature (glass transition peak (Tg)) at 100 캜 is obtained. In this case, it can be expected that the obtained layer containing the copolymer 2 has excellent morphology through heat treatment.

도 14는 제조예 2에서 제조된 공중합체 2의 UV 스펙트럼을 나타낸 도이다. 도 14의 결과를 보면, 가시광선 영역의 파장뿐만 아니라 근적외선(NIR)영역까지 넓은 범위의 파장을 흡수 함을 알 수 있다. 따라서, 많은 양의 빛을 흡수할 수 있어, 소자의 효율 증대에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.14 is a diagram showing a UV spectrum of the copolymer 2 produced in Production Example 2. Fig. It can be seen from the results of FIG. 14 that a wide range of wavelengths are absorbed not only in the visible light region but also in the near infrared (NIR) region. Therefore, a large amount of light can be absorbed, which can positively affect the efficiency of the device.

구체적으로 상기 제조예 1에서 제조된 공중합체 2를 디클로로벤젠(DCB)에 용해시킨 물질, 필름 형태, 110 ℃에서 10분간 열처리한 후의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. Specifically, a substance obtained by dissolving the copolymer 2 prepared in Preparation Example 1 in dichlorobenzene (DCB), a film form, and an absorption spectrum after heat treatment at 110 ° C for 10 minutes were measured.

도 15는 제조예 2에서 제조된 공중합체 2의 전기 화학 측정 결과(cyclic voltametry)를 나타낸 도이다. 상기 도 15의 전기 화학 측정 결과를 보면, 제조된 공중합체 2는 소자에 적용할 수 있는 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위 값을 갖음을 확인할 수 있다.  15 is a diagram showing a cyclic voltammetry result of the copolymer 2 produced in Production Example 2. FIG. The electrochemical measurement results of FIG. 15 confirm that the prepared copolymer 2 has a HOMO energy level and a LUMO energy level applicable to the device.

비교예Comparative Example

하기 구조인 A1 및 B1 의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위를 측정한 값은 하기와 같다. The HOMO energy level and the LUMO energy level of the following structures A1 and B1 were measured as follows.

[A1][A1]

Figure 112014054479211-pat00020
Figure 112014054479211-pat00020

[B1][B1]

Figure 112014054479211-pat00021
Figure 112014054479211-pat00021

HOMO (eV)HOMO (eV) LUMO (eV)LUMO (eV) A1A1 5.175.17 3.613.61 B1B1 5.505.50 측정 불가Not measurable

상기 본원 명세서의 화학식 2로 표시되는 제2 단위에 대응하는 구조인 B1은 환원(reduction) 특성이 매우 약하거나 존재하지 않아 B1의 LUMO 값의 측정이 불가능하였다. 또한, 상기 표 1에서 알 수 있듯이, B1의 HOMO 값은 본원 명세서의 화학식 1로 표시되는 제1 단위에 대응하는 구조인 A1의 HOMO 에너지 준위보다 높다. In the case of B1 having a structure corresponding to the second unit represented by the formula (2) in the present specification, the reduction property is very weak or absent and the LUMO value of B1 can not be measured. Further, as can be seen from Table 1, the HOMO value of B1 is higher than the HOMO energy level of A1, which is the structure corresponding to the first unit represented by the formula (1) in the present specification.

상기의 제1 단위 및 제2 단위의 에너지 준위를 관찰한 결과로 보아, 제1 단위와 제2 단위의 비율 조절로 HOMO 에너지 준위 및/또는 LUMO 에너지 준위를 조절할 수 있는 것을 확인할 수 있다. As a result of observing the energy levels of the first unit and the second unit, it can be seen that the HOMO energy level and / or the LUMO energy level can be controlled by adjusting the ratio of the first unit and the second unit.

실험예Experimental Example 1. 유기 태양 전지의 제조 및 특성 측정  1. Manufacturing and Characterization of Organic Solar Cells

상기 제조된 공중합체 1 및 2를 전자공여체로 사용하고 PC60BM 를 전자수용체로 사용하되 그 배합비를 1:1.5 (w/w ratio)로 하고 1,2-다이클로로벤젠(o-DCB)에 녹여 복합 용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 2.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al 의 구조로 하였다. ITO 가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10 분 동안 오존 처리한 후 20 nm 두께로 PEDOT:PSS(AI4083)를 4000 rpm 40초간 스핀코팅하여 235 ℃에서 5 분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화합물-PCBM 복합용액을 0.45 μm PP 주사기 필터(syringefilter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermalevaporator)를 이용하여 100 nm 두께로 Al 을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.The prepared copolymers 1 and 2 were used as an electron donor and PC60BM was used as an electron acceptor. The compounding ratio was 1: 1.5 (w / w ratio) and dissolved in 1,2-dichlorobenzene (o-DCB) A composite solution was prepared. At this time, the concentration was adjusted to 2.0 wt%, and the organic solar cell had the structure of ITO / PEDOT: PSS / photoactive layer / Al. The ITO-coated glass substrate was ultrasonically cleaned using distilled water, acetone, and 2-propanol, and the ITO surface was ozone-treated for 10 minutes and then spin-coated with PEDOT: PSS (AI4083) at 4000 rpm for 40 seconds to a thickness of 20 nm Lt; 0 > C for 5 minutes. In order to coat the photoactive layer, the compound-PCBM composite solution was filtered with a 0.45 μm PP syringe filter, followed by spin coating, and Al was deposited to a thickness of 100 nm using a thermal evaporator under a vacuum of 3 × 10 -8 torr An organic solar cell was prepared.

활성층Active layer Voc(V)V oc (V) Jsc(mA/cm2)J sc (mA / cm 2 ) FF(%)FF (%) PCE(%)PCE (%) 실험예 1Experimental Example 1 공중합체 1:PC60BMCopolymer 1: PC 60 BM 0.550.55 6.046.04 0.420.42 1.421.42 실험예 2Experimental Example 2 공중합체 2:PC60BMCopolymer 2: PC 60 BM 0.740.74 2.12.1 0.540.54 0.850.85

도 16은 공중합체 1을 이용한 유기 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 도이다. 16 is a graph showing the current density according to the voltage of the organic solar cell using the copolymer 1.

도 17은 공중합체 2를 이용한 유기 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 도이다. 17 is a graph showing the current density according to the voltage of the organic solar cell using the copolymer 2. Fig.

101: 기판
102: 제1 전극
103: 정공수송층
104: 광활성층
105: 제2 전극
101: substrate
102: first electrode
103: Hole transport layer
104: photoactive layer
105: second electrode

Claims (15)

하기 화학식 1-1로 표시되는 단위; 및
하기 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 단위를 포함하고,
화학식 1-1로 표시되는 단위와 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 단위의 비는 3:7인 것인 공중합체:
[화학식 1-1]
Figure 112017026112060-pat00047

[화학식 2-1]
Figure 112017026112060-pat00048

[화학식 2-2]
Figure 112017026112060-pat00049

화학식 1-1, 화학식 2-1 및 화학식 2-2에 있어서,
X1 내지 X4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRR', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR', Se 또는 Te이며,
R1 내지 R12 및 R20 내지 R23은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
A unit represented by the following formula (1-1); And
(2-1) or (2-2) below,
Wherein the ratio of the unit represented by the formula (1-1) to the unit represented by the formula (2-1) or (2-2) is 3: 7:
[Formula 1-1]
Figure 112017026112060-pat00047

[Formula 2-1]
Figure 112017026112060-pat00048

[Formula 2-2]
Figure 112017026112060-pat00049

In formulas (1-1), (2-1) and (2-2)
X1 to X4 are the same or different from each other and each independently CRR ', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR '
R1 to R12 and R20 to R23 are the same or different from each other, and each independently hydrogen; heavy hydrogen; A halogen group; A nitrile group; A nitro group; Imide; Amide group; A hydroxy group; A substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; A substituted or unsubstituted alkoxy group; A substituted or unsubstituted aryloxy group; A substituted or unsubstituted alkylthio group; A substituted or unsubstituted arylthio group; A substituted or unsubstituted alkylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted arylsulfoxy group; A substituted or unsubstituted alkenyl group; A substituted or unsubstituted silyl group; A substituted or unsubstituted boron group; A substituted or unsubstituted alkylamine group; A substituted or unsubstituted aralkylamine group; A substituted or unsubstituted arylamine group; A substituted or unsubstituted heteroarylamine group; A substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 공중합체의 수평균 분자량은 500 g/mol 내지 1,000,000 g/mol인 공중합체.
The method according to claim 1,
Wherein the number average molecular weight of the copolymer is from 500 g / mol to 1,000,000 g / mol.
청구항 1에 있어서,
상기 공중합체의 분자량 분포는 1 내지 100인 공중합체.
The method according to claim 1,
Wherein the copolymer has a molecular weight distribution of 1 to 100.
제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1, 8 및 9 중 어느 하나의 항에 따른 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.A first electrode; A second electrode facing the first electrode; And at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode and including a photoactive layer, wherein at least one of the organic material layers is formed of a copolymer according to any one of claims 1, 8 and 9, ≪ / RTI > 청구항 10에 있어서,
상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층을 포함하고,
상기 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층은 상기 공중합체를 포함하는 유기 태양 전지.
The method of claim 10,
Wherein the organic material layer includes a hole transporting layer, a hole injecting layer, or a layer simultaneously transporting holes and injecting holes,
Wherein the hole transport layer, the hole injection layer, or the layer simultaneously transporting the holes and the hole injection comprises the copolymer.
청구항 10에 있어서,
상기 유기물층은 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고,
상기 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 공중합체를 포함하는 유기 태양 전지.
The method of claim 10,
Wherein the organic material layer includes an electron injection layer, an electron transport layer, or a layer that simultaneously performs electron injection and electron transport,
Wherein the electron injecting layer, the electron transporting layer, or the layer simultaneously injecting electrons and transporting electrons comprises the copolymer.
청구항 10에 있어서,
상기 광활성층은 전자 주개 및 전자 받개로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하고,
상기 전자 주개는 상기 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.
The method of claim 10,
Wherein the photoactive layer comprises one or more selected from the group consisting of an electron donor and an electron donor,
Wherein the electron donor comprises the copolymer.
청구항 13에 있어서,
상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성하는 것인 유기 태양 전지.
14. The method of claim 13,
Wherein the electron donor and the electron acceptor constitute bulk heterojunction (BHJ).
청구항 10에 있어서,
상기 광활성층은 n형 유기물층 및 p형 유기물층을 포함하는 이층 박막(bilayer)구조이며,
상기 p형 유기물층은 상기 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.
The method of claim 10,
The photoactive layer is a bilayer structure including an n-type organic layer and a p-type organic layer,
Wherein the p-type organic layer comprises the copolymer.
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