KR101855283B1 - 유기 층을 지니는 광전자 부품 - Google Patents

유기 층을 지니는 광전자 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극(2) 및 상대전극(6), 및 전극과 상대전극 사이에 하나 이상의 유기 감광 층(4)을 지니는 광전자 부품에 관한 것이다. 유기 감광 층(4)은, 연장성 도너 블록 D 상에 하나 이상의 치환체를 지니는, 하나 이상의 일반식 EWG(전자 끄는 기)-D(도너 블록)-EWG의 화합물을 함유한다.

Description

유기 층을 지니는 광전자 부품{OPTOELECTRONIC COMPONENT WITH ORGANIC LAYERS}
본 발명은 전극 및 상대전극, 및 전극과 상대 전극 사이에 하나 이상의 치환체를 지니는 일반식 EWG-D-EWG의 화합물을 포함하는 하나 이상의 유기층을 지니는 단일 전지, 탠덤 전지(tandem cell) 또는 다중 전지로 구성되는 광전자 부품(optoelectronic component)에 관한 것이다.
유기 태양 전지에서의 연구 개발은 특히 지난 10년 동안 상당히 증가하였다. "소분자"에 대해 지금까지 보고된 최대 효율은 5.7%이다[문헌: Jiangeng Xue, Soichi Uchida, Barry P. Rand, and Stephen R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 85 (2004) 5757]. 본 발명의 문맥에서, 소분자는 100 내지 2000 g/몰의 몰 범위의 비고분자성 유기 단분산 분자를 의미하는 것으로 이해된다. 지금까지 이들은 전형적인 무기 태양 전지의 10 내지 20%의 효율을 달성할 수 없었다. 그러나, 유기 태양 전지에 무기 태양 전지와 동일한 물리적 제한이 가해짐에 따라, 적어도 이론적으로는, 상응하는 개발 작업 후에 유사한 효율이 예상될 것이다.
유기 태양 전지는 바람직하게는 감압 하에 기상 증착되거나(vapor deposited), 용액으로부터 스피닝(spinning)되는 유기 물질의 박층(각각 전형적으로 1 nm 내지 1 ㎛의 두께)의 시퀀스(sequence)로 구성된다. 전기 접촉은 금속 층, 투과 전도성 산화물(TCO) 및/또는 투과 전도성 폴리머(PEDOT-PSS, PANI)에 의해 수행될 수 있다.
태양 전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 전환시킨다. 이러한 문맥에서, 용어 "광활성"은 빛 에너지의 전기 에너지로의 전환을 의미한다. 무기 태양 전지들과 대조적으로, 유기 태양 전지에서는 빛이 자유 전하 캐리어들을 직접 생성하지 않는 대신에; 여기자(exciton), 즉, 전기적으로 중성인 여기 상태(결합된 전자-정공 쌍들)가 먼저 형성된다. 오로지 두 번째 단계에서만이 이러한 여기자들이 자유 전하 캐리어로 분리되고, 이것이 이후 전기 전류 흐름에 기여하게 된다.
통상적인 무기-기반 부품(반도체, 예컨대, 규소, 갈륨 아세나이드(gallium arsenide))에 비해 그러한 유기-기반 부품의 이점은, 일부 경우에서 광 흡수 계수가 매우 높고(2×105 cm-1에 이르는), 이것이 단지 작은 나노미터 두께의 효율적인 흡수제 층을 생성시켜, 물질 소모 및 에너지 소비가 낮은 매우 얇은 태양 전지를 생산하는 것이 가능하다는 점이다. 추가 기술적 양태는 저렴한 비용(비교적 대량으로 생산하는 경우에 매우 저렴함), 플라스틱 필름 상에서 가요성 대면적 부품의 생산 가능성, 및 사실상 무제한의 가능한 변형예 및 유기 화학의 무제한 이용가능성이다.
생산 공정에서 고온이 필요하지 않기 때문에, 저렴한 기판, 예를 들어, 금속 호일, 플라스틱 필름 또는 폴리머 직물 상에서 가요성으로, 그리고 대면적에 걸쳐 유기 태양 전지를 생산하는 것이 가능하다. 이는 통상적인 태양 전지에 대해서는 여전히 닫혀져 있는 새로운 사용 분야를 열고 있다. 사실상 끊임없이 많은 여러 유기 화합물들로 인해, 그러한 재료들은 이의 각각의 작업에 대해 조정될 수 있다.
이미 문헌에서 제안되었던 유기 태양 전지의 한 가지 가능한 구현예는 하기 층 구조를 지니는 핀 다이오드(pin diode)의 전지이다[문헌: Martin Pfeiffer, "Controlled doping of organic vacuum deposited dye layers: basics and applications", PhD thesis TU-Dresden, 1999.]:
0. 캐리어, 기판,
1. 베이스 컨택트(base contact), 일반적으로 투명,
2. p 층(들),
3. i 층(들),
4. n 층(들),
5. 탑 컨택트.
여기서, n 및 p는 각각 n-도핑 및 p-도핑을 의미하고, 이는 열 평형 상태에서 각각 자유 전자들과 정공들의 밀도 증가를 초래한다. 여기서, 그러한 층들은 주로 수송 층인 것으로 이해된다. 대조적으로, 용어 i 층은 도핑되지 않은 층(진성층(intrinsic layer))을 일컫는다. 여기서, 층들 중 하나 이상의 i 층(들)은 하나의 물질 또는 두 물질들의 혼합물로 구성될 수 있다(상호침투 네트워크(interpenetrating network)라 불림). 그러나, 무기 태양 전지와 대조적으로, 유기 반도체에서 전하 캐리어 쌍은 상호 인력의 더 저하된 감쇠로 인해 흡수 후에 자유 형태로 되어 있지 않고, 여기자라 불리는 준입자(quasi-particle)를 형성시킨다. 여기자에 존재하는 에너지를 전기 에너지로서 사용가능하게 만들기 위해서, 이러한 여기자는 자유 전하 캐리어로 분리되어야 한다. 유기 태양 전지에서는 여기자를 분리하기에 충분히 높은 전기장이 이용가능하지 않기 때문에, 여기자 분리는 광활성 인터페이스에서 수행된다. 광활성 인터페이스는 유기 도너-억셉터 인터페이스의 형태[문헌: C.W.　Tang, Appl. Phys. Lett. 48 (1986) 183] 또는 유기 반도체에 대한 인터페이스의 형태[문헌: B.　O'Regan, M.
Figure 112013006997043-pct00001
, Nature 1991, 353, 737]를 지닐 수 있다. 여기자는 그러한 활성 인터페이스로 확산되고, 여기서 전자와 정공이 서로로부터 분리된다. 이는 p(n) 층과 i 층 사이 또는 두 개의 i 층들 사이일 수 있다. 태양 전지에서 형성된 전기장에서, 이후 전자는 n 영역으로 수송되고, 정공들은 p 영역으로 수송된다. 수송층은 바람직하게는 와이드 밴드 갭(wide band gab)을 지니는 투명하거나 실질적으로 투명한 물질이다. 본원에서 와이드-갭 물질들은 물질의 흡수 최대치가 450 ㎚ 미만, 바람직하게는 400 ㎚ 미만의 파장 범위에 있음을 의미한다.
광은 항상 여기자를 먼저 생성하는데, 그 때까지는 자유 전하 캐리어를 생성하지 않기 때문에, 유기 태양 전지들에서는 활성 인터페이스로의 여기자의 낮은 재조합 확산이 중요한 역할로 작용한다. 따라서, 광전류에 기여하기 위해서, 광의 많은 부분이 이용될 수 있도록 우수한 유기 태양 전지에서는 여기자 확산 길이가 광의 전형적인 투과 깊이를 상당히 초과해야 한다. 구조 면에서, 그리고 화학적 순도에 대해서 완벽한 박층 또는 유기 결정체는 실제로 이러한 기준에 부합한다. 그러나, 대면적 적용의 경우에는 단결정 유기 물질의 사용이 불가능하고, 충분한 구조적 완벽함을 지닌 다중층의 제조가 지금까지 여전히 매우 어렵다.
i 층이 혼합층인 경우에, 광 흡수 작업은 두 부품들 중 단지 하나에 의해 또는 두 부품들 모두에 의해 수행된다. 혼합층의 이점은 생성된 여기자가 이들이 분리되는 도메인 경계에 도달하기 전에 단지 매우 짧은 거리만을 포함하면 된다는 점이다. 전자 및 정공은 각각의 물질들에서 따로따로 전달된다. 물질이 혼합층 전체에 걸쳐 서로에 대해 접촉하기 때문에, 이러한 개념에서는 분리된 전하가 각각의 물질에 대하여 긴 수명을 지니고, 연속 투과 경로가 각각의 컨택트를 향하는 어떠한 부위로부터 둘 모두의 전하 캐리어 유형으로 존재하는 것이 중요하다. 이러한 연속 여과 경로는 전형적으로 혼합 층에서 특정의 상 분리에 의해 달성되고, 이는 두 성분이 완전히 혼합되지 않고, 대신에 혼합 층에 각각 하나의 물질로 구성된 (바람직하게는 결정체) 나노입자가 존재함을 의미한다. 이러한 부분 분리는 상 분리로 일컬어진다.
이에 따라 생성된 자유 전하 캐리어는 이후에 컨택트로 수송될 수 있다. 로드를 통한 컨택트의 연결에 의해, 전기 에너지가 사용될 수 있다. 대부분의 유기 물질에서 생성되었던 여기자가 이러한 광활성 인터페이스로 확산될 수 있는 것이 특히 중요하다.
따라서, 활성 인터페이스로의 여기자의 낮은 재조합 확산은 유기 태양 전지에서 중요한 역할로 작용한다. 따라서, 광전류에 기여하기 위해서는 우수한 유기 태양 전지에서 여기 확산 길이가, 광의 주요 부분이 사용될 수 있도록 광의 전형적인 투과 깊이의 적어도 10배 내여야 한다. 상기 언급된 가능한 높은 흡수 계수는 특히 얇은 유기 태양 전지의 생산의 경우에 특히 유리하다.
그럼에도 불구하고, 구조 면에서, 그리고 화학적 순도에 대해서 매우 실질적으로 완벽한 유기 결정체 또는 잘-정돈된 박층을 생성시키는 것이 또한 중요한데, 왜냐하면 이들이 여기자와 전하 캐리어 둘 모두에 대하여 가장 높은 이동도를 지니기 때문이다. 그러나, 더 큰 유기 결정체는 첫 번째로 생산하기 어렵고, 두 번째로 기계적으로 불안정하기 때문에 대면적 적용의 경우에 부적합하다. 따라서, 유기 태양 전지의 개발에서는 한정된 단범위 규칙의 분자를 지니는 유기 박층을 생산하는 것이 시급한 과제이다.
이러한 단범위 규칙의 분자는 여기자의 저손실 수송, 그리고 여기자의 자유 전하 캐리어로의 분리 후, 전자 및 정공의 수송 둘 모두를 제공한다. 따라서, 이러한 유기 흡수제 층에서 전하 캐리어에 대한 높은 이동도는 이의 사용을 위한 추가의 전제조건이다. 특히 유리한 경우는 두 개의 상이한 유기 성분으로 구성된 유기 혼합 층에서 성분 중 하나가 바람직하게는 전자 전도성이고, 다른 성분이 바람직하게는 정공 전도성인 경우이다.
여기자 확산 길이를 증가시키는 대신에, 또한 다음 인터페이스까지의 평균 길이를 더 단축시키는 것이 가능하다. 이는 매우 얇은 흡수제 층(약 10nm의 전형적인 층 두께를 지니는)의 사용에 의해 달성될 수 있다. 그러나, 이는 입사광의 단지 부분적인 소멸만을 달성하는데, 이것이 지금까지 유기 태양 전지의 부적절한 효율에 대한 중요한 이유이다.
WO　00/33396호에는 흡수제 층에서 두 개의 유기 물질의 소위 상호침투 네트워크의 형성 과정이 개시되고 있는데, 이러한 형성 과정에서는 두 개의 네트워크가 벌크 물질에서 형성되도록 분배되는 콜로이드성으로 용해된 물질을 하나의 층이 포함하고, 그러한 두 개의 네트워크 각각이 전하 캐리어를 위한 연속적인 전도 경로를 지녀서 각각의 전하 캐리어 유형(정공 및 전자)이 매우 낮은 손실로 외부 컨택트로의 각각의 물질의 연속적인 전도 경로로 흐를 수 있도록 한다(여과 메카니즘(percolation mechanism)). 그러한 네트워크에서 광 흡수 작업은 성분 중 단지 하나에 의해 또는 성분들 둘 모두에 의해 수행된다. 이러한 혼합 층의 이점은 생성된 여기자가 이들이 분리되는 도메인 경계면에 도착하기 전에 매우 짧은 거리만을 포함해도 된다는 것이다. 전자 및 정공은 따로따로 수송된다. 물질이 혼합 층 전체에 걸쳐 서로와 접촉하기 때문에, 이러한 개념에서는 별개의 전하가 각각의 물질에 대하여 긴 수명을 지니고, 연속 여과 경로가 각각의 컨택트를 향하는 어떠한 부위로부터 전하 캐리어 유형 둘 모두에 대해 존재하는 것이 중요하다. 이러한 접근법에 의해, 폴리머 태양 전지에서 2.5%의 효율이 달성되었다[문헌: C.J.　Brabec et al., Advanced Functional Materials 11 (2001) 15].
유기 태양 전지의 특성의 달성 또는 개선을 위한 추가의 공지된 방식이 하기에 기재된다.
유기 층이 쇼트키 장벽(Schottky barrier)을 형성하도록 하나의 컨택트 금속이 큰 일 함수를 지니고, 다른 컨택트 금속이 작은 일 함수를 지님[US　4127738].
활성 층이 겔 또는 바인더(binder)의 유기 반도체로 구성됨[US　03844843, US　03900945, US　04175981 및 US　04175982].
전하 캐리 수송 기능을 수행하는, 작은 입자(크기 0.01 내지 50μm)를 포함하는 수송 층의 생산[US 5965063].
하나의 층이 상이한 스펙트럼 특징을 지니는 둘 또는 그 이상의 종류의 유기 안료를 함유함[JP　04024970].
하나의 층이 전하 캐리어를 생성하는 안료를 함유하고, 추가적으로 전하 캐리어를 수송하는 물질을 함유함[JP　07142751].
전자 억셉터로서 탄소 입자를 함유하는 폴리머-기반 태양 전지[US　05986206].
다중층 태양 전지에서 수송 특성의 개선을 위해 상기 언급된 혼합된 시스템을 도핑함[DE　102　09 789　A1].
개별 태양 전지를 겹겹이(one on top of another; 하나의 층을 또 다른 층의 상부에) 배열함(탠덤 전지)[US　04461922, US　06198091 및 US　06198092].
탠덤 전지가 큰 밴드갭을 지니는 도핑된 수송 층을 지니는 p-i-n 구조의 사용에 의해 추가로 개선될 수 있음[DE　10　2004　014046 A1].
상호침투 네트워크의 경우에 상기 기재된 이점에도 불구하고, 중요한 점은 연속 수송 경로가 각각의 컨택트로 전자 및 정공 둘 모두에 대해 혼합 층으로 존재해야 한다는 것이다. 더욱이, 개별 물질 각각이 혼합 층의 단지 일부만을 채우기 때문에, 각각의 전하 캐리어 유형(전자 및 정공)에 대한 수송 특성은 순수한 층에 비해 상당히 악화된다.
폴리머 물질의 경우, 상기 언급된 상호 침투 네트워크에 가까워진 혼합 층 시스템이 이미 발견되었다. 예를 들어, Ma, Heeger and Coworkers[문헌: Advanced Functional Materials 15 (2005) 1617-1622]는 P3HT:PCBM로 구성된 활성 층을 지니는 폴리머 태양 전지를 보고했고, 여기서 활성 층은 5% 효율을 지니는 태양 전지를 생성시키는 폴리머에서 상호침투 네트워크를 형성시키기 위해 열 처리에 의해 변형된다. P3HT는 일련의 폴리(3-알킬티오펜)(P3At)로부터의 폴리머인 폴리(3-헥실티오펜)을 나타낸다. 이러한 연구에서, 네트워크 형성은 X-선 회절 및 투과 전자 현미경에 의해 검출되었다. P3HT:PCBM 폴리머 혼합물을 사용하는 경우에도 마찬가지로, Yang Yang 그룹은, 적합한 성장 속도를 선택하는 것이 또한 태양 효율은 3.5%에 이르게 하는 바람직한 분자 규칙의 형성을 가능하게 함을 보여주었다[문헌: Nature Materials 4 (2005) 864]. 성공적으로 사용된 P3HT 폴리머는 여기서 세 번째 탄소 원자에 부착된 헥실 사슬을 지니는 폴리티오펜이다. 이는 길이에 6개의 탄소 원자의 측쇄가 사용된 것을 의미한다.
따라서, 유기 태양 전지의 경우에 정돈된 분자 구조의 형성이 중요하게 고려된다. 다루어진 문제점은 유기 전계 효과 트랜지스터(organic field-effect transistors: OFET)에서의 문제점과 유사하다. 그러나, OFET와 태양 전지의 차이는 OFET가 기판에 대해 평행한 바람직한 전하 캐리어 수송을 지녀야 한다는 점이다. 대조적으로, 태양 전지는 기판에 대하여 직각으로, 매우 신속하게, 일반적으로 평평한 외부 전자에 대해 적은 손실로, 흔하게 이용되는 배열에서의 흡수 층(들)과 전극 사이에 포함된 전하 수송 층에 의해 전하 캐리어를 방출해야 한다. 이로부터 태양 전지에서의 분자 구조가 또한 OFET와 상이할 것임이 암시될 수 있다.
유기 진성층의 개선에 대하여 하기와 같이 다양한 접근법이 공지되어 있다.
WO　002006092134　A1에는 억셉터-도너-억셉터 구조를 지니는 화합물이 기재되어 있고, 그러한 도너 블록은 연장성 π 시스템을 지닌다.
DE　60205824　T2에는 추가의 방향족 시스템을 지니는 π 시스템을 형성시키고, 알킬 기에 의해 양면에서 프레이밍되는 티에노티오펜 유도체, 및 유기 반도체에서 이의 용도가 기재되어 있다.
WO 2009/105042에는 티에노티오펜이 폴리머 사슬로 또한 도입되는 폴리티오펜이 기재되어 있다. WO2009/105042에서, 폴리티오펜은 8 내지 20개의 탄소 원자를 지니는 비교적 긴 알킬 측쇄를 지닌다.
WO　2009051390에는 염료-감응형 태양 전지에 사용하기 위한 티오펜-기반 억셉터-도너 염료가 기재되어 있다.
US2009/0221740　A1에는 유기 태양 전지에 사용하기 위한 코폴리머에서 반복 단위로서 융합된 티오펜-피롤-티오펜이 기재되어 있다.
폴리머를 사용하는 경우에 단점은 특히, 폴리머로 코팅하기 위해서는 용액 중에서 작업하는 것이 필요하고, 그에 따라서, 소분자를 사용하는 경우에 진공 코팅 방법을 이용하는 것이 불가능하다는 점이다. 또한, 용액으로부터 코팅하는 경우에 균일한 몰 질량 분포에 대해서 문제가 발생한다. 추가의 문제점은 모노머의 시퀀스에 대한 낮은 가변성이다. 일반적으로, 본원에서 1 내지 2개의 모노머 단위는 다양한 중합 공정에 의해 코폴리머에 결합되고, 몰 질량 분포는 중합 유형 및 사용된 모노머 단위의 비율에 따라 달라진다. 2개의 모노머 단위에 대한 제한이 추가적으로 거의 어떠한 변화를 유발하지 않는다. 또한, 유기 성분에서 사용되는 폴리머에도 동일한 제한이 적용된다.
지난 3년 동안, 다양한 접근법의 결과로서 유기 태양 전지에 대한 개선된 효율이 정기적으로 보고되었다. 이런 점에도 불구하고, 현재 달성된 효율은 상업적 용도로 부적절하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하고 개선된 효율을 유발하는 유기 광전자 부품을 명시하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은, 전극 및 상대전극, 및 전극과 상대전극 사이에 하나 이상의 유기 감광 층을 지니는 광전자 부품으로서, 상기 층이 주요 성분으로서 화합물 EWG-D-EWG를 포함하고, EWG(전자-끄는 기(electron-withdrawing group))가 연장성 도너 블록 D에 대해 전자-끄는 특성을 지니며, 연장성 도너 블록 D가 선형으로 연속하여 9개 이하의 컨쥬게이팅된 이중 결합을 지니고, 헤테로사이클릭 5-원 고리 및/또는 비닐렌 및/또는 이에 융합된 동일한 유형 또는 혼합된 유형의 시스템으로부터 형성되며, 연장성 도너 블록 D가 하나 이상의 치환체를 지님을 특징으로 하는 광전자 부품에 의해 달성된다.
헤테로사이클릭 5-원 고리는 바람직하게는 각각 티오펜, 셀레노펜, 푸란 및 피롤로부터 독립적으로 선택된다.
융합된 헤테로사이클릭 5-원 고리는, 헤테로사이클릭 5-원 고리가 추가의 헤테로사이클릭 5-원 고리와 공동으로 두 개의 인접한 탄소 원자를 지님을 의미하는 것으로 이해된다. 융합된 5-원 고리는 동일하거나 상이할 수 있다.
하나 이상의 치환체는 바람직하게는, 예를 들어, 자유 전자 쌍으로서 또는 다중 결합에서 π 전자를 지니고, 하나 이상의 치환체는 더욱 바람직하게는 전자-주는 기(electron-donating)이다.
하나 이상의 치환체는 바람직하게는 에테르, 티오에테르, 아민, 및 4 내지 10개의 원자를 지니는 치환되거나 비치환된 방향족 화합물 또는 헤테로방향족 화합물, 또는 α 위치에서 하나 이상의 이중 결합을 지니는 알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되거나, 2개의 인접한 치환체의 경우에는 이들이 헤테로사이클릭 5-, 6- 또는 7-원 고리를 형성하며, 더욱 바람직하게는 에테르 또는 티오에테르, 직쇄 또는 분지형 C1- 내지 C8 알칸 또는 π-전자-풍부 방향족 화합물 또는 헤테로방향족 화합물, 예컨대, 5-원 및 6-원 헤테로방향족 고리, 또는 α 위치에서 하나 이상의 이중 결합을 지니는 C1 내지 C8 알케닐로부터 선택된다.
한 가지 구체예에서, 연장성 도너 블록은 하기 화학식(Ia)로 표현된 바와 같이, 비닐렌을 지니는 헤테로사이클릭 5-원 고리의 시퀀스로 구성되고, 여기서 하나 이상의 치환체는 헤테로사이클릭 5-원 고리 및 비닐렌에 대해 공유 결합을 지니고 이와 함께 5-원 고리를 형성한다:
Figure 112013006997043-pct00002
상기 식에서,
X = S, Se, O, NR이고; Y = S, Se, O, NR이고, 여기서 R = 알킬, 아릴이다.
추가의 구체예에서, 연장성 도너 블록 D의 5개 이상의 이중 결합은 공유 또는 비공유 화학 결합을 통해 브릿징되고, 각 경우에 브릿지는 디엔의 1,4 위치를 통해 형성되고, 1개 이상의 원자를 포함한다. 바람직하게는, 2개 이상의 브릿지가 공유 결합으로 형성된다. 더욱 바람직하게는, 5-원 고리는, 예를 들어, 하기 화학식(Ib) 및 (Ic)로 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 공유 브릿지를 통해 형성된다.
Figure 112013006997043-pct00003
상기 식에서,
X = S, Se, O, N이고; Y = S, Se, O, NR, CR2, SiR2 C=CR2이고, 여기서 R = 알킬, 아릴이다.
공유 브릿지는, 이중 결합-단일 결합-이중 결합의 시퀀스로 규정되는 디엔이 2개 이상의 공유 결합과 하나 이상의 원자를 통해 1,4 위치에서 고리를 형성함을 의미하는 것으로 이해된다.
비공유 브릿지는 연장성 도너 블록 내에 2 개의 원자가 상호 인력을 지니는 경우에 존재하며, 고리가 하나 이상의 비공유 결합과 하나 이상의 원자를 통해 1,4-위치에서 디엔을 통해 형성되게 한다. 인력은 원자 쌍에서 거리가 공유 결합의 부재하에 반데르발스 반지름(van der waals radii)보다 작거나, 전기음성도에서 뚜렷한 차이가 발생함이 원자 쌍에 대해 공개된 결정 구조로부터 인지되는 경우에 존재한다.
바람직하게는, 5-원 고리를 형성하는 공유 브릿지가 S, Se, O, NR, CR2, SiR2, 고리 밖 이중 결합을 지니는 C=CR2, B-R, P-R 및 P(O)R(여기서, R은 H, 직쇄 또는 분지쇄 알칸 또는 치환되거나 비치환된 아렌임)을 통해 형성되거나, 6-원 고리를 형성하는 공유 브릿지가 -RN-NR- 또는 -N=N- 또는 -R2C-CR2- 또는 -RC=CR-(여기서, R은 독립적으로 H, 직쇄 또는 분지쇄 알칸 또는 아렌일 수 있음)을 통해 형성된다.
바람직하게는, 비공유 브릿지는 일차 또는 이차 아민, 또는 알코올 또는 티올 기와 수소 결합을 통해 형성되거나, 상이한 전기음성도의 공간적으로 근접한 원자단 사이, 예컨대, S-O, S-F, S-N, Se-O, Se-N, Se-F, N-O, O-P 사이에서 상호 인력을 통해 형성된다.
연장성 도너 블록은 선형으로 연속하여 바람직하게는 5개 이상, 더욱 바람직하게는 7개 이상의 컨쥬게이팅된 이중 결합을 지닌다.
전자-끄는 기 EWG는 바람직하게는 하나 이상의 시아노 또는 플루오린 치환체를 지니는 분자 단편, 예를 들어,
Figure 112013006997043-pct00004
(여기서, R1 = H, CN이고 R2 = H, CH3, CN, F, (CF2)n-CF3(여기서, n = 0 내지 3임)임),
Figure 112013006997043-pct00005
또는 프로방향족(proaromatic) 또는 퀴노이드 단위, 예를 들어,
Figure 112013006997043-pct00006
또는
Figure 112013006997043-pct00007
(여기서, D는 연장성 도너 블록 D에 대한 결합 부위를 나타내고, R은 분지쇄 또는 직쇄 C1-C8 알킬로부터 선택된 치환체임)로부터 선택된다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 연장성 도너 블록은
Figure 112013006997043-pct00008
로부터 선택된 단위를 포함한다.
상기 기재된 화합물의 승화점은 바람직하게는 10-4 내지 10-9 mbar의 압력 범위 내에서 150 내지 350℃이며, 적어도 분해점 아래 50℃, 바람직하게는 적어도 융점 아래 50℃이다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 연장성 도너 블록 D는 치환되거나 비치환된 헤테로사이클릭 5-원 고리의 시퀀스로 구성되고, 여기서, 3개 이상의 인접한 헤테로사이클릭 5-원 고리는, 예를 들어, 하기 화학식(Id)로 나타낸 바와 같은 공유 또는 비공유 브릿지를 지닌다:
Figure 112013006997043-pct00009
상기 식에서, R = 알킬, 아릴이다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 연장성 도너 블록 D는, 예를 들어, 하기 화학식(Ie)으로 나타낸 바와 같은 4개 이상의 융합된 헤테로사이클릭 5-원 고리를 포함한다:
Figure 112013006997043-pct00010
상기 식에서, R = 알킬, 아릴이다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 연장성 도너 블록 D는, 예를 들어, 화학식(Ic)로 나타낸 바와 같이, 비공유 브릿지를 통해 결합된 2개 이상의 융합된 헤테로사이클릭 5-원 고리 및 하나 이상의 추가의 헤테로 사이클릭 5-원 고리의 블록으로 구성된다.
본 발명의 광전자 부품은 유기 태양 전지, 유기 발광 다이오드, 트랜지스터 또는 광검출기일 수 있고, 더욱 바람직하게는 유기 태양 전지이다.
바람직하게는, 본 발명의 부품의 하나 이상의 유기 감광 층은 흡광 또는 발광 층이다.
본 발명의 부품에서 유기 감광 층은 개별 층 또는 혼합 층으로서 존재한다.
본 발명에서 혼합 층은, 각 화합물이 16질량% 이상의 정도로 존재하는, 기재된 EWG-D-EWG 화합물 중 하나와 하나 이상의 추가의 화합물을 포함하는 층을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 부품은 하나 이상의 액체 용액으로부터의 적용에 의해, 예를 들어, 스핀-코팅에 의해, 드립-코팅(drip-coating) 또는 프린팅에 의해 캐리어 가스의 존재 또는 부재에서 감압 하에 개별 층을 증착함으로써 전부 또는 일부 생산될 수 있다. 바람직하게는, 적어도 상기 기재된 화합물 중 하나를 포함하는 하나 이상의 유기 층은 캐리어 가스의 존재 또는 부재에서 감압 하에 적용함으로써 증착된다. 더욱 바람직하게는, 부품의 전극과 상대전극 사이의 모든 층이 캐리어 가스의 존재 또는 부재에서 감압 하에 적용함으로써 증착된다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 부품은 유기 핀 태양 전지 또는 유기 핀 탠덤 태양 전지 또는 핀 다중 태양 전지의 형태를 지닌다. 탠덤 태양 전지는 두 개의 직렬 연결된 태양 전지의 수직 적층으로 구성된 태양 전지를 지칭한다. 다중 태양 전지는 복수의 직렬 연결된 태양 전지의 수직 적층으로 구성되고, 하나의 적층에 연결된 태양 전지가 최대 10개인 태양 전지를 지칭한다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 부품에는 하나 이상의 도핑되지 않거나, 일부 도핑되거나, 전부 도핑된 수송 층이 존재한다. 이러한 수송 층은 바람직하게는 450nm 미만, 더욱 바람직하게는 400nm 미만에서 최대 흡수치를 지닌다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 부품은 탠덤 또는 다중 전지로 구성된다. 부품은 바람직하게는 nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin 또는 pipn 구조의 조합으로 구성되고, 여기서 하나 이상의 i 층을 함유하는 여러 독립적인 조합 각각은 겹겹이 적층된다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 부품의 층 시스템의 층은 입사광의 광학 경로를 연장하는 광 트랩(light trap)의 형태를 지닌다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 부품은 플랫형, 곡선형 또는 가요성 캐리어 표면 상에 사용된다. 이러한 캐리어 표면은 바람직하게는 플라스틱 필름 또는 금속 호일(예, 알루미늄, 스틸 등)이다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 광활성 혼합층들 중 적어도 하나는 억셉터로서 풀러렌 또는 풀러렌 유도체 (C60, C70 등)의 군으로부터의 물질을 포함한다.
본 발명의 추가의 구체예에서, 컨택트는 금속, 전도성 산화물, 특히 ITO, ZnO:Al 또는 다른 TCO 또는 전도성 폴리머, 특히 PEDOT:PSS 또는 PANI로 구성된다.
추가의 구체예에서, p-도핑된 층은, 구조가 pnip 또는 pni 구조가 되도록 기판 상에 존재하는 제 1 전자-전도 층(n 층)과 전자 사이에 존재하고, 도핑은 바람직하게는 직접적인 pn 컨택트가 배리어 효과(barrier effect)를 지니지 않으나, 바람직하게는 터널링 공정을 통해 저-손실 재조합을 유발하는 수준에서 선택된다.
본 발명의 추가의 구체예에서, p-도핑된 층은 부품에서, 구조가 pip 또는 pi 구조가 되도록 기판 상에 존재하는 광활성 i 층과 전극 사이에 존재할 수 있고, 추가 p-도핑된 층은 이러한 p 층 내의 i 층으로부터 저-손실 전자 추출이 존재할 수 있도록 i 층의 전자 수송층 수준 미만으로, 0.4 ev 이하, 바람직하게는 0.3 eV 미만인 페르미 수준(Fermi level)을 지닌다.
본 발명의 부품의 추가의 구체예에서, n-층 시스템은 또한, 구조가 nipn 또는 ipn 구조가 되도록 p-도핑된 층과 상대전극 사이에 존재하고, 도핑은 바람직하게는 직접적인 pn 컨택트가 배리어 효과를 지니지 않으나 바람직하게는 터널링 공정을 통해 저-손실 재조합을 유발하는 수준에서 선택된다.
추가의 구체예에서, n 층 시스템은 또한 구조가 부품에서 nin 또는 in 구조가 되도록 진성 광활성 층과 상대전극 사이에 존재할 수 있고, 추가의 n-도핑된 층은 i 층으로부터 이러한 n 층으로 저-손실 정공 추출이 존재할 수 있도록 i 층의 정공 수송 수준 초과로 0.4 eV 이하, 바람직하게는 0.3 eV 미만인 페르미 수준을 지닌다.
본 발명의 부품의 추가의 구체예에서, 부품은 구조가 pnipn, pnin, pipn 또는 pin 구조가 되도록 n층 시스템 및/또는 p층 시스템을 포함하고, 이들 모두의 특징부는 ― 전도 유형에 관계없이 ― 광발생된 전자가 우선적으로 외부 전압이 부품에 가해지지 않을 때 기판을 향해 수송되도록, 기판 면 상의 광활성 i 층에 인접한 층이, i 층에 인접하고 기판 외부로 향하는 층보다 낮은 열적 일 함수를 지닌다.
상기 기재된 구조의 추가의 구체예에서, 이들은 유기 탠덤 태양 전지 또는 다중 태양 전지의 형태를 지닌다. 예를 들어, 부품은 nip, ni, ip, pnip, pni, pip, nipn, nin, ipn, pnipn, pnin, 또는 pipn 구조들의 조합으로 구성된 탠덤 전지일 수 있고, 여기서 하나 이상의 i 층을 포함하는 복수의 독립적인 조합은 겹겹이 적층된다(교차 조합).
상기 기재된 구조의 특히 바람직한 구체예에서, 이는 pnipnipn 탠덤 전지의 형태를 지닌다.
본 발명의 한 가지 구체예에서, 부품은 하나 이상의 무기 물질을 포함하는 하나 이상의 무기 층으로 형성된다.
놀랍게도, 일반적인 의견과는 대조적으로, 5개 미만의 헤테로사이클릭 5-원 고리를 지니는 도너 블록은 이미 흡광 계수 및 흡수치 범위에 의해 측정하는 경우, 충분한 흡수치를 지니고, 적합한 치환을 지니는 경우에는 유기 반도체로서 사용하기 위한 전하 수송 특성을 지니는 것으로 밝혀졌다. 이와 동시에, 이러한 화합물은 더 긴 사슬의 호모로그에 비해, 일반적으로 더 적은 합성 단계가 필요하고, 일반적으로 더 낮은 온도에서 증발될 수 있기 때문에 제조하는데 덜 고가라는 이점을 지닌다. 이는 본 발명의 부품을 생산하는 경우에 비용에 있어서 확실한 감소를 야기한다.
하기 표는 EWG로서 티오펜 단위 및 디시아노비닐을 기반으로 한 흡수제를 지니는 단일 전지로서 태양 전지의 가장 중요한 특징을 나타낸 것이다:
Figure 112013006997043-pct00011
Figure 112013006997043-pct00012
1) 문헌[Schueppel et al.; Phys. Rev. B　2008, 77, 085311]로부터의 값
상기 기재된 화합물은 문헌[A. Mishra,
Figure 112013006997043-pct00013
Ma, P.　
Figure 112013006997043-pct00014
, Chem. Rev. 2009, 109, 1141-1278: "Functional Oligothiophenes: Molecular Design for Multi-Dimensional Nanoarchitectures and their Applications." (IF 22.76); Xiao et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127(38), 13281-13286; TTT: Frey et al., Chem. Commun. 2002, 2424-2425]에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 공지된 반응으로 구성된 모듈식 시스템에 의해서, 기재된 화합물은 필수 반응을 선택함으로써 제조될 수 있다. 당업자에게 공지된 방법에 의해, 헤테로사이클릭 5-원 고리로 치환체를 도입하는 것이 가능하며[문헌: Gronowitz, Thiophenes, Elsevier 2004], 이는 비공유 또는 공유 브릿지를 위한 전구체로서 작용한다. 두 개의 헤테로사이클릭 고리는 공지된 교차 커플링(cross-coupling)에 의해 공유 결합될 수 있다.
본 발명은 일부 실시예 및 상응하는 도면에 의해 이하에서 상세하게 예시된다.
도 1은 화합물(Ia)의 예시적인 제조법을 나타낸 것이다.
도 2는 C60을 지니는 화합물(Ia)의 20nm 혼합 층을 지니는 Mip 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
도 3은 C60을 지니는 화합물(Ib)의 20nm 혼합 층을 지니는 Mip 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
도 4는 C60을 지니는 화합물(Ic)의 20nm 혼합 층을 지니는 Mip 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
도 5는 C60을 지니는 화합물(Id)의 20nm 혼합 층을 지니는 Mip 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
도 6은 미세구조화된 기판 상의 예시적인 광활성 부품 구조의 개략도이다.
도 7은 예시적인 광활성 부품 구조의 개략도이다.
하기 기재된 실시예는 예시에 의해 일부 본 발명의 부품을 예시하는 것이다. 중요한 파라미터의 특성화를 위하여, 충전율, 개 회로 전압 및 단락 회로 전류가 기재되어 있으며, 이들은 전류-전압 특징으로부터 추론될 수 있다. 실시예는 본 발명을 설명하고자 의도된 것이고, 본 발명은 실시예로 제한되지 않는다.
실시예 1
하기 화합물(Ia)을 포함하는 Mip 부품:
Figure 112013006997043-pct00015
10-6 내지 10-8　mbar에서 진공 승화에 의해, 투명한 ITO 탑 컨택트를 지니는 유리 상의 샘플, 벅민스터풀러렌 C60 층, 2:1 비율의 화합물(Ia)와 C60의 혼합 층, p-도핑된 정공 수송 층 및 금 층으로 구성된 MiP 부품을 생성시켰다. 화합물(Ia)의 합성은 도 1에 도시되어 있다.
혼합 층은 증기 증착 동안 진동 결정체 모니터(oscillating crystal monitor)에 의해 측정하는 경우, 20nm의 표적 두께를 지녔다. 화합물(Ia)와 C60의 20nm 혼합 층을 지니는 MiP 전지의 전류-전압 곡선은 도 2에 도시되어 있다.
이러한 곡선으로부터 중요한 파라미터는, 개 회로 전압(UOC)이 IR 흡수제에 대해 매우 높은 0.91V였고, 충전율(FF)은 본 발명의 상업적 생산을 위해 우수한 범위 내에 있는 53.5%였다.
실시예 2
하기 화합물(Ib)을 포함하는 Mip 부품:
Figure 112013006997043-pct00016
10-6 내지 10-8　mbar에서 진공 승화에 의해, 투명한 ITO 탑 컨택트를 지니는 유리 상의 샘플, 벅민스터풀러렌 C60 층, 화합물(Ib)와 C60의 2:1 혼합 층, p-도핑된 정공 수송 층 및 금 층으로 구성된 MiP 부품을 생성시켰다.
혼합 층은 증기 증착 동안 진동 결정체 모니터에 의해 측정하는 경우, 10nm의 표적 두께를 지녔다. 도 3은 화합물(Ib)와 C60의 10nm 혼합 층을 지니는 MiP 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
본 발명의 부품의 상업적 생산을 위해서 충전율(FF)은 67.3%로 매우 높았고, 개 회로 전압(UOC)은 0.9V였고, 그리고 단락 회로 전류는 4.5mA였다.
실시예 3
하기 화합물(Ic)을 포함하는 Mip 부품:
Figure 112013006997043-pct00017
10-6 내지 10-8　mbar에서 진공 승화에 의해, 투명한 ITO 탑 컨택트를 지니는 유리 상의 샘플, 벅민스터풀러렌 C60 층, 화합물(Ic)와 C60의 2:1 혼합 층, p-도핑된 정공 수송 층 및 금 층으로 구성된 MiP 부품을 생성시켰다.
혼합 층은 증기 증착 동안 진동 결정체 모니터에 의해 측정하는 경우, 20nm의 표적 두께를 지녔다. 도 4는 화합물(Ic)와 C60의 20nm 혼합 층을 지니는 MiP 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
본 발명의 부품의 상업적 생산을 위해서, 충전율(FF)은 50.6%로 우수한 범위 내에 있었고, 개 회로 전압(OC)은 0.88V였고, 단락 회로 전류는 6.2mA였다.
실시예 4
하기 화합물(Id)을 포함하는 Mip 부품:
Figure 112013006997043-pct00018
10-6 내지 10-8　mbar에서 진공 승화에 의해, 투명한 ITO 탑 컨택트를 지니는 유리 상의 샘플, 벅민스터풀러렌 C60 층, 화합물(Id)와 C60의 2:1 혼합 층, p-도핑된 정공 수송 층 및 금 층으로 구성된 MiP 부품을 생성시켰다.
혼합 층은 증기 증착 동안 진동 결정체 모니터에 의해 측정하는 경우, 20nm의 표적 두께를 지녔다. 도 5는 화합물(Id)와 C60의 20nm 혼합 층을 지니는 MiP 전지의 전류-전압 곡선을 나타낸 것이다.
본 발명의 부품의 상업적 생산을 위해서, 충전율(FF)은 50.7%로 우수한 범위 내에 있었고, 개 회로 전압(OC)은 1.02V였고, 단락 회로 전류는 8.9mA였다.
본 발명의 추가 실시예에서, 도 6에서는 광 트랩이 활성 시스템에서 입사광의 광학 경로를 연장하는데 사용된다.
광 트랩은 주기적으로 미세구조화된 기판 상에 부품을 형성시키고, 부품의 균일한 기능, 즉, 이의 단락-회로-자유 컨택트 연결 및 전체 면적에 걸쳐 전기장의 균일한 분포를 도핑된 와이드-갭 층의 사용에 의해 확실하게 함으로써 구현된다. 특히 이러한 문맥에서는 광이 주요 성분으로서 화합물 EWG-D-EWG를 포함하는 흡수제 층을 적어도 2회 통과하고, 이는 증가된 광 흡수치를 유발하고, 그 결과 태양 전지의 개선된 효율을 개선시킬 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 이는, 예를 들어, 도 6에서 도시된 바와 같이, 기판이 표면 상에서 높이(h) 및 폭(w) 각각이 일 마이크로미터에서 수백 마이크로미터에 이르는 범위에 있는 기판 상에서 피라미드-유사 구조를 지님으로써 달성될 수 있다. 높이와 폭은 동일하거나 상이하게 선택될 수 있다. 마찬가지로, 피라미드가 대칭 또는 비대칭 구조를 지니는 것이 가능하다. 이러한 문맥에서, 피라미드-유사 구조의 폭은 1μm 내지 200μm이다. 피라미드-유사 구조의 높이는 1μm 내지 1mm일 수 있다.
1)　도 6에 표기된 것은 하기와 같다:
1　μm < d < 200　μm
1　μm < h < 1　mm
11:　기판
12:　전극, 예를 들어, ITO 또는 금속 (10 내지 200nm)
13:　HTL 또는 ETL 층 시스템 (10 내지 200nm)
14:　혼합 층 1 (10 내지 200nm)
15:　혼합 층 2 (10 내지 200nm)
16:　HTL 또는 ETL 층 시스템 (10 내지 200nm)
17:　전극, 예를 들어, ITO 또는 금속 (10 내지 200nm)
18:　입사광 경로
추가의 실시예에서, 도 7의 본 발명의 광활성 부품은 하기 층 시퀀스를 지닌다:
1.)　유리 기판 1,
2.)　ITO 베이스 컨택트 2,
3.)　전자 수송 층 (ETL) 3,
4.)　유기 감광 층 시스템 (10 내지 200nm) 4,
5.)　정공 수송 층 (HTL) 5,
6.)　탑 컨택트 (예, 금) 6.
참조 부호 목록
1 기판
2 전극
3 수송 층 시스템 (ETL 또는 HTL)
4 유기 감광 층 시스템
5 수송 층 시스템 (ETL 또는 HTL)
6 상대전극
11 기판
12 전극
13 HTL 또는 ETL 층 시스템
14 혼합 층 1
15 혼합 층 2
16 HTL 또는 ETL 층 시스템
17 전극
18 입사광 경로

Claims (13)

  1. 전극(2) 및 상대전극(6), 및 전극(2)과 상대전극(6) 사이에 두 개의 상이한 유기 성분들로 구성된 혼합층으로서 하나 이상의 유기 감광 층(4)을 지니는 광전자 부품(optoelectronic component)으로서, 상기 상이한 유기 성분들 중 하나는 전자-전도성이고, 다른 성분은 정공 전도성이고, 상기 유기 감광 층이 화합물 EWG-D-EWG를 포함하고, EWG가 연장성 도너 블록 D에 대해 전자-끄는(electron-withdrawing) 특성을 지니며, 연장성 도너 블록 D가 선형으로 연속하여 9개 이하의 컨쥬게이팅된 이중 결합을 지니고, 헤테로사이클릭 5-원 고리, 비닐렌 및 이에 융합된 동일한 유형 또는 혼합된 유형의 시스템으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상으로부터 형성되고, 연장성 도너 블록 D가 하나 이상의 치환체를 지니며, 비공유 브릿지가, S-F, S-N, Se-O, Se-N, Se-F, N-O 및 O-P로 구성된 군으로부터 선택된 공간적으로 근접한 원자단 사이의 상호 인력을 통해 형성됨을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  2. 제 1항에 있어서, 연장성 도너 블록 D의 헤테로사이클릭 5-원 고리가 각각 티오펜, 셀레노펜, 푸란, 피롤 및 이에 융합된 동일한 종류 또는 혼합된 종류의 시스템으로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택됨을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연장성 도너 블록 D의 하나 이상의 치환체가, 자유 전자 쌍으로서 또는 다중 결합에서 π 전자를 지님을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연장성 도너 블록 D의 하나 이상의 치환체가 에테르, 티오에테르, 아민의 군으로부터, 또는 4 내지 10개의 원자를 지니는 치환되거나 비치환된 방향족 화합물 또는 헤테로방향족 화합물로부터, 또는 α 위치에서 하나 이상의 이중 결합을 지니는 알케닐로부터 선택되거나, 2개의 인접한 치환체의 경우에는 이들이 헤테로사이클릭 5-, 6- 또는 7-원 고리를 형성함을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연장성 도너 블록 D가 선형으로 연속하여 5개 이상의 컨쥬게이팅된 이중 결합을 지님을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연장성 도너 블록이 2개 이상의 공유 브릿지를 지님을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 5-원 고리가 하나 이상의 공유 브릿지를 통해 연장성 도너 블록에서 형성됨을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  8. 제 6항에 있어서, 공유 브릿지가 S, Se, O, NR, CR2, 고리 밖 이중 결합을 지니는 C=CR2, B-R, P-R 또는 P(O)R(여기서, R은 H, 직쇄 또는 분지쇄 알칸 또는 치환되거나 비치환된 아렌임)을 통해 형성되며, 브릿지가 5-원 고리를 형성함을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 공유 브릿지가 -RN-NR- 또는 -N=N- 또는 -R2C-CR2- 또는 -RC=CR-(여기서, R은 독립적으로 H, 직쇄 또는 분지쇄 알칸 또는 아렌일 수 있음)을 통해 형성되며, 브릿지가 6-원 고리를 형성함을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  10. 삭제
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연장성 도너 블록 D에 대해 전자-끄는 기인 EWG가 하나 이상의 시아노 또는 플루오린 치환체 또는 프로방향족(proaromatic) 또는 퀴노이드 티오펜 단위를 지니는 분자 단편들로부터 선택됨을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 연장성 도너 블록 D에 대해 전자-끄는 기인 EWG가
    Figure 112016034650098-pct00019
    (여기서, R1 = H, CN이고 R2 = H, CH3, CN임),
    Figure 112016034650098-pct00029

    Figure 112016034650098-pct00030
    (여기서, D는 연장성 도너 블록 D에 대한 결합 부위를 나타내고, R은 분지쇄 또는 직쇄 C1-C8 알킬로부터 선택된 치환체임)로부터 선택됨을 특징으로 하는, 광전자 부품.
  13. 삭제
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