KR20130141896A - ORGANIC PHOTOVOLTAIC π-π CONJUGATED POLYMER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents

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KR20130141896A
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송관욱
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Abstract

The present invention relates to novel organic photovoltaic π-π conjugated polymers, a manufacturing method thereof and an organic photovoltaic device (OPV device) using the polymers as an active layer. The present invention provides organic photovoltaic polymers which exhibit excellent solubility and oxidative stability, have high charge mobility due to stacking between molecules and show excellent photovoltaic efficiency, and the OPV device using the polymers as the active layer. Accordingly, the present invention can produce the OPV device which exhibits excellent photovoltaic efficiency and uses the polymers as the active layer with a simple method such as spin coating etc. and can apply the OPV device to a highest occupied molecular orbital (HOMO) and lowest occupied molecular orbital (LUMO) by selecting stable electron donors and electron acceptors and using intermolecular interactions.

Description

유기광전변환 파이-파이 공액 고분자 및 이의 제조방법{ORGANIC PHOTOVOLTAIC π-π CONJUGATED POLYMER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}ORGANIC PHOTOVOLTAIC π-π CONJUGATED POLYMER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 신규한 유기광전변환 파이-파이 공액 고분자 및 이의 제조방법과 상기 고분자를 활성층으로 채용한 유기광전자소자(Organic photovoltaic Device, OPV device)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 퀴나크리돈 유도체 5,12-위치에 유연한 알킬 및 알콕시 체인을 갖는 분자를 이용하여 용해도를 증가시키고, 평면성 분자체의 분자간 효과적인 스태킹(stacking)을 통해 전하(carrier)의 이동 특성을 향상시켜 고효율의 광전변환특성을 나타내는 유기광전변환 고분자 및 이의 제조방법과, 상기 고분자를 이용한 벌크헤테로정션 타입(Bulk heterojuction type) 광전변환소자에 관한 것이다. The present invention relates to a novel organic photoelectric conversion pi-pi conjugated polymer, a method for preparing the same, and an organic photovoltaic device (OPV device) employing the polymer as an active layer, and more particularly, a quinacridone derivative 5, Molecules with flexible alkyl and alkoxy chains in the 12-position increase the solubility and improve the transport properties of the carriers through effective stacking of the planar molecular sieves The present invention relates to a photoelectric conversion polymer, a manufacturing method thereof, and a bulk heterojuction type photoelectric conversion device using the polymer.

최근, 고유가 및 환경오염 문제가 대두되면서 저가의 친환경 에너지원에 대한 요구가 급격히 증대되고 있다.Recently, as high oil prices and environmental pollution problems arise, the demand for low-cost, environmentally friendly energy sources is rapidly increasing.

친환경 에너지원으로는 태양광, 풍력, 수력, 파력, 지열 등이 대표적인데, 이중 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전은 환경오염의 위험이 없는 무궁무진한 에너지원이다. 일례로 지구상에서 실제 사용가능한 태양에너지 양은 600TW(1TW=1×1,012 Watts)로, 현재 사용되고 있는 모든 에너지의 60배로 평가되는 매우 막대한 양이다. Eco-friendly energy sources include solar, wind, hydro, wave, and geothermal energy. Solar power generation, which can generate electricity using solar power, is an endless energy source without the risk of environmental pollution. For example, the actual amount of solar energy available on Earth is 600 TW (1 TW = 1 × 012 Watts), a massive amount estimated at 60 times all the energy currently in use.

이러한 연유로, 태양광을 이용한 광전소자에 대한 연구는 지난 수십 년간 수행되어 왔으며, 현재는 실리콘 웨이퍼를 이용한 무기 태양전지가 상용화되어 있다(Journal of Nanoscience and Nanotechnology 10(7), 99-105, 2010). For this reason, research on photovoltaic devices using solar light has been conducted for several decades, and inorganic solar cells using silicon wafers are commercially available (Journal of Nanoscience and Nanotechnology 10 (7), 99-105, 2010). ).

그러나 무기 태양전지는 원료비용이 많이 들어 장기간의 대단위 발전용으로 사용될 뿐 저가의 전자제품용 에너지원이나 유연디스플레이와 결합된 유연태양전지 또는 입을 수 있는 태양전지에는 적합하지 않다. 이에 유기반도체를 이용한 태양전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다(European Polymer Journal, 48, 532-540, 2012).
However, inorganic solar cells are used for long-term, large-scale power generation due to high raw material costs, and are not suitable for flexible solar cells or wearable solar cells combined with inexpensive energy sources for electronic products or flexible displays. Therefore, researches on solar cells using organic semiconductors are being actively conducted (European Polymer Journal, 48, 532-540, 2012).

유기 광전변환현상(photovoltaic, PV)은 태양광을 받은 유기활성층에서 광자가 전자(electron)과 정공(hole)으로 분리되어 엑시톤을 형성하고, 이는 전자 주게(donor)와 전자 받게(acceptor) 물질의 계면으로 이동하고 각각의 LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 레벨의 차이에 의해 분리되어 전기를 생산하는 것을 의미한다.In organic photovoltaic (PV), photons are separated into electrons and holes to form excitons in an organic active layer that receives sunlight, which forms electron excitons and electron acceptor materials. It means moving to the interface and separating by the difference of each Low Occupied Molecular Orbital (LUMO) level to produce electricity.

유기물에서의 광전변환현상은 1987년 이스트만 코닥사(Eastmann Kodak Co.)의 탕 등이 ITO/CuPc(30 ㎚)/PV(50 ㎚㎚)/Ag의 구조로 소자를 만들어 AM2.0 조건 하에서 0.95%의 광전변환효율을 처음 보고하였다(Tang et al., C. W. Tang, C.W., Appl. Phys. Lett. 48, 183, 1986). 이후 1% 이하의 광전변환효율에 머물던 것이 풀러렌(fullerene)의 도입 및 이의 유도체인 PCBM의 개발에 힘입어 상당한 진보를 이루었다.In 1987, photoelectric conversion phenomena were made by Eastman Kodak Co.'s Tang et al. In ITO / CuPc (30 nm) / PV (50 nm) / Ag. Photoelectric conversion efficiency of% was first reported (Tang et al., CW Tang, CW, Appl. Phys. Lett. 48, 183, 1986). Subsequent to the photoelectric conversion efficiency of less than 1% has made significant progress thanks to the introduction of fullerene and the development of its derivative PCBM.

일반적으로 고효율의 광전변환 효율을 위해서는 넓은 범위의 태양광을 흡수할 수 있는 광자 수집(photon harvesting) 특성이 선행되어야 하고, 효과적인 전자 및 정공 수송이 가능하도록 분자간의 효과적인 스태킹(stacking)이 필요하다. 이를 위해서는 고분자의 주쇄에 효과적인 분자 스태킹을 제공할 수 있는 분자 구조체를 도입하여 고분자간의 스태킹을 유도하여 전하 이동도를 높일 수 있다.
In general, high efficiency photoelectric conversion efficiency requires a photon harvesting characteristic capable of absorbing a wide range of sunlight, and effective stacking between molecules to enable efficient electron and hole transport. To this end, by introducing a molecular structure that can provide effective molecular stacking to the polymer main chain can be induced to stack between the polymers to increase the charge mobility.

이에 본 발명자들은 용해도와 산화안정성, 전하 이동도가 우수한 특성을 갖는 퀴나크리돈(Quinacridone) 유도체를 푸시풀(push-pull) 구조의 유기광전소자의 활성층으로 사용하여 다양한 전자 주게 및 전자 끌게 분자와 중합하고, 새로운 광전변환 고분자와 이를 이용한 유기광전소자를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors use a quinacridone derivative having excellent solubility, oxidative stability, and charge mobility as an active layer of an organic photoelectric device having a push-pull structure, and thus, various electron donors and electron attracting molecules. The present invention was completed by polymerizing and developing a new photoelectric conversion polymer and an organic photoelectric device using the same.

결국, 본 발명의 주된 목적은 용해도와 산화안정성이 우수하고, 높은 용해도를 가지며, 분자간의 스태킹에 의해 높은 전하 이동도를 갖는 우수한 광전변환효율의 유기광전변환 고분자 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.After all, the main object of the present invention is to provide an organic photoelectric conversion polymer having excellent photoelectric conversion efficiency and a method for producing the same, having excellent solubility and oxidation stability, high solubility, and high charge mobility by stacking between molecules.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 유기광전변환 고분자를 광활성층으로 채용한 유기광전소자(OPV device)를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an organic photoelectric device (OPV device) employing the organic photoelectric conversion polymer as a photoactive layer.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 퀴나크리돈 유도체의 5,12-위치에 유연한 알킬 및 알콕시 체인을 포함하는 분자와 전자 주게(p-type), 혹은 전자 받게(n-type) 쌍을 이루는 분자를 공중합한 것을 주쇄로 하고, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기광전변환 고분자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention forms an electron p-type or electron acceptor (n-type) pair with a molecule containing a flexible alkyl and alkoxy chain at the 5,12-position of the quinacridone derivative. An organic photoelectric conversion polymer represented by the following general formula (1) or (2) is provided using a copolymer of molecules as a main chain.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

[화학식 2](2)

Figure pat00002

Figure pat00002

단, 상기에서 n은 1 내지 10,000의 정수이고, R은 수소원자; 탄소수 1 내지 25의 알킬기; 탄소수 1 내지 25의 알콕시기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 페닐; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 피롤; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴렌기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴기; 융합된 방향족 고리화합물을 갖는 탄소수 10 내지 24의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.  With the proviso that n is an integer from 1 to 10,000 and R is a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms; A hydrogen atom, a phenyl substituted with an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Pyrrole substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An arylene group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An aryl group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; It is selected from the group consisting of aryl groups having 10 to 24 carbon atoms having a fused aromatic ring compound.

또한, 본 발명은 상기 유기광전변환 고분자를 광활성층으로 채용한 유기광전소자(OPV device)를 제공한다.The present invention also provides an organic photoelectric device (OPV device) employing the organic photoelectric conversion polymer as a photoactive layer.

상기 광활성층은 통상적인 용액공정에 의해 형성될 수 있으며, 그 두께는 10 내지 10,000 Å인 것을 특징으로 한다.The photoactive layer can be formed by a conventional solution process, the thickness is characterized in that 10 to 10,000 kPa.

또한, 상기 광활성층은 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기광전변환 고분자와 PC61BM(phenyl C61-butyric acid methyl ester) 혹은 PC71BM(phenyl C71-butyric acid methyl ester) 및 다양한 풀러렌(fullerene) 유도체(PCBM)와의 벌크헤테로정션 타입으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the photoactive layer is an organic photoelectric conversion polymer represented by the formula (1) or (2) and PC61BM (phenyl C61-butyric acid methyl ester) or PC71BM (phenyl C71-butyric acid methyl ester) and various fullerene derivatives (PCBM) It is characterized in that it is formed as a bulk heterojunction type.

또한, 본 발명은 (1)유기용매에 퀴나크리돈 유도체를 넣고 교반하는 단계; (2) 베이스(base)로 1 내지 10몰%의 K2CO3 또는 Na2CO3 수용액과 미량의 계면활성제인 Aliquat 336, 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakistriphenylphosphinepalladium)을 0.5 내지 10몰% 더 넣고 5 내지 15분간 교반하는 단계; (3) 상기 (2)단계에서 교반된 재료를 24 내지 72시간 동안 90℃에서 교반하는 단계; (4) 상기 (3)단계에 의해 교반된 재료에 브로모싸이오펜(bromothiophene)을 첨가하고, 10 내지 14시간 동안 반응시키는 단계; (5) TLC(Thin layer chromatography) 확인 후 반응이 종결되면 HCl로 담금질하는 단계; 및 (6) 상기 (5)단계에 의한 담금질 후에 클로로포름으로 추출 및 증류수로 세척한 다음 수분을 제거하고 컬럼 정제하는 단계;를 포함하는 유기광전변환 고분자의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (1) adding a quinacridone derivative to the organic solvent and stirring; (2) 0.5 to 10 moles of aqueous solution of K 2 CO 3 or Na 2 CO 3 as base, Aliquat 336 as a small amount of surfactant, and tetrakis (triphenylphosphine) palladium Adding more mol% and stirring for 5 to 15 minutes; (3) stirring the material stirred in step (2) at 90 ° C. for 24 to 72 hours; (4) adding bromothiophene to the stirred material by step (3) and reacting for 10 to 14 hours; (5) quenching with HCl when the reaction is terminated after confirmation of thin layer chromatography (TLC); And (6) extracting with chloroform and washing with distilled water after quenching according to step (5), removing water and purifying the column, thereby providing an organic photoelectric conversion polymer.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 용해도와 산화안정성이 우수하고 분자간의 스태킹에 의해 높은 전하 이동도를 갖는 우수한 광전변환효율의 유기광전변환 고분자를 제공함으로써, 상기 고분자를 활성층으로 채용한 광전변환효율이 우수한 유기광전소자의 제조가 가능하다.According to the present invention as described above, by providing an organic photoelectric conversion polymer of excellent photoelectric conversion efficiency having excellent solubility and oxidation stability and high charge mobility by stacking between molecules, the photoelectric conversion efficiency employing the polymer as an active layer is It is possible to manufacture an excellent organic photoelectric device.

또한, 상기 유기광전소자는 스핀코팅 등의 비교적 간단한 공정으로 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 전자 주게 혹은 전자 받게 물질을 선택하여 분자 내 상호작용을 이용함으로써 안정된 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital), LUMO(Lowest Occupied Molecular Orbital) 레벨로 유기광전소자로의 적용이 가능한 효과가 있다.In addition, the organic photoelectric device may be manufactured by a relatively simple process such as spin coating, and stable HOMO (High Occupied Molecular Orbital), LUMO ( Lowest Occupied Molecular Orbital) can be applied to organic photoelectric devices.

또한, 상기 유기광전소자는 안정된 광전변환효율을 보이며, 그 변환효율이 우수하므로, 차세대 유기광전소자로 유용하게 이용될 수 있다.In addition, the organic photoelectric device shows a stable photoelectric conversion efficiency, and excellent conversion efficiency, it can be usefully used as a next-generation organic photoelectric device.

도 1은 본 발명에 따른 화학식 5로 표시되는 화합물의 H-NMR 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 화학식 5로 표시되는 화합물의 UV 흡수 스펙트럼 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 화학식 5로 표시되는 화합물의 전기화학적 특성을 평가한 순환 전압전류(cyclovoltammetry, CV) 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 화학식 5로 표시되는 화합물의 광전변환특성을 측정하기 위해 제작한 유기광전소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 화학식 5로 표시되는 화합물의 유기광전소자의 효율 그래프이다.
1 is an H-NMR graph of a compound represented by Chemical Formula 5 according to the present invention.
2 is a UV absorption spectrum graph of the compound represented by Formula 5 according to the present invention.
3 is a cyclic voltammetry (CV) graph evaluating the electrochemical properties of the compound represented by Formula 5 according to the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a structure of an organic photoelectric device manufactured to measure photoelectric conversion characteristics of a compound represented by Chemical Formula 5 according to the present invention.
5 is a graph of efficiency of the organic photoelectric device of the compound represented by the formula (5) according to the present invention.

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

본 발명은 퀴나크리돈 유도체와 전자 주게 특성을 갖는 분자(p-type molecular), 혹은 전자 받게 특성을 갖는 분자(n-type molecular) 쌍을 이루는 분자를 공중합한 것을 주쇄로 하고, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기광전변환 고분자를 제공한다.The present invention is a main chain copolymerized with a quinacridone derivative and a molecule forming a p-type molecular or n-type molecular pair having an electron acceptor property. It provides an organic photoelectric conversion polymer represented by the formula (2).

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

단, 상기에서 n은 1 내지 10,000의 정수이고, R은 수소원자; 탄소수 1 내지 25의 알킬기; 탄소수 1 내지 25의 알콕시기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 페닐; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 피롤; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴렌기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴기; 융합된 방향족 고리화합물을 갖는 탄소수 10 내지 24의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
With the proviso that n is an integer from 1 to 10,000 and R is a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms; A hydrogen atom, a phenyl substituted with an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Pyrrole substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An arylene group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An aryl group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; It is selected from the group consisting of aryl groups having 10 to 24 carbon atoms having a fused aromatic ring compound.

본 발명에서, 상기 퀴나크리돈 유도체는 5,12-위치에 유연한 알킬 및 알콕시 체인을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the quinacridone derivative preferably comprises a flexible alkyl and alkoxy chain at the 5,12-position.

또한, 상기 전자 주게 특성을 갖는 분자는 하기 화학식 3에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며, 상기 전자 받게 특성을 갖는 분자는 하기 화학식 4에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.In addition, the molecule having the electron donor property is preferably at least one selected from the following formula (3), the molecule having the electron acceptor is preferably at least one selected from the formula (4).

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

단, 상기 화학식 3에서 R1부터 R52까지, 화학식 4에서 R1에서 R118까지는 독립적으로, 수소원자; 할로겐원자; 탄소수 1 내지 25의 알킬기; 탄소수 1 내지 25의 알콕시기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 싸이오펜; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 셀레노펜; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 피롤; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴렌기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 싸이아졸; 융합된 방향족 고리화합물을 갖는 탄소수 10 내지 24의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
However, in Chemical Formula 3, R 1 to R 52 , and in Chemical Formula 4, R 1 to R 118 are independently a hydrogen atom; Halogen atom; An alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms; Thiophene substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Selenophene substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Pyrrole substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An arylene group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An aryl group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Thiazoles substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; It is selected from the group consisting of aryl groups having 10 to 24 carbon atoms having a fused aromatic ring compound.

더욱 바람직하게는, 본 발명의 유기광전변환 고분자는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.More preferably, the organic photoelectric conversion polymer of the present invention may be represented by the following formula (5).

Figure pat00007
Figure pat00007

한편, 본 발명의 유기광전변환 고분자는 스즈키 커플링(Suzuki coupling) 반응을 이용하여 제조할 수 있다. On the other hand, the organic photoelectric conversion polymer of the present invention can be prepared using the Suzuki coupling reaction.

이때, 용매로는 자일렌(Xylene), 톨루엔(toluene), 디메틸포름아미드(DMF) 등을 사용할 수 있고, 베이스(base)로 1~10몰%의 K2CO3 또는 Na2CO3 수용액을 사용할 수 있으며, 촉매로서 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakistriphenylphosphinepalladium)을 0.5~10몰%를 사용하여 중합체를 얻을 수 있다.
In this case, xylene, toluene, dimethylformamide (DMF), or the like may be used as a solvent, and a 1-10 mol% aqueous solution of K 2 CO 3 or Na 2 CO 3 may be used as a base. It can be used, and the polymer can be obtained using 0.5 to 10 mol% of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (tetrakistriphenylphosphinepalladium) as a catalyst.

바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 유기광전변환 고분자는 톨루엔(Toluene)에 5,12-비스(2-옥틸도데실)-2,9-비스(4,4,5,5,-테트라메킬-1,3,2-디옥사보로란-2-일)퀴놀리노[2,3-b]아크리딘-7,14(5에이치,2에이치)-디온{5,12-bis(2-octyldodecyl)-2,9-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)quinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H,12H)-dione} 및 4,7-비스(5-브로모티오펜-2-일)-5,6-비스(옥틸록시)벤조[씨]{1,2,5}티아디아졸{4,7-bis(5-bromothiophen-2-yl)-5,6-bis(octyloxy)benzo[c][1,2,5]thiadiazole}을 넣고 교반하고; 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakistriphenylphosphinepalladium) 1.5몰%와, 2몰%의 K2CO3 수용액, 계면활성제인 Aliquat 336을 넣고 10분간 교반한 후; 90℃에서 48시간 동안 교반한 다음; 브로모싸이오펜(bromothiophene)을 0.1 ㎖ 떨어뜨리고 12시간 반응시킨다.According to a preferred embodiment, the organic photoelectric conversion polymer of the present invention is 5,12-bis (2-octyldodecyl) -2,9-bis (4,4,5,5, -tetramethyl) in toluene. -1,3,2-dioxaborolan-2-yl) quinolino [2,3-b] acridin-7,14 (5H, 2H) -dione {5,12-bis (2 -octyldodecyl) -2,9-bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) quinolino [2,3-b] acridine-7,14 (5H, 12H) -dione} and 4,7-bis (5-bromothiophen-2-yl) -5,6-bis (octyloxy) benzo [C] {1,2,5} thiadiazole {4,7-bis (5-bromothiophen-2-yl) -5,6-bis (octyloxy) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole} was added and stirred; 1.5 mol% of tetrakis (triphenylphosphine) palladium (tetrakistriphenylphosphinepalladium), 2 mol% of an aqueous K 2 CO 3 solution, and Aliquat 336, a surfactant, were stirred for 10 minutes; Stirring at 90 ° C. for 48 hours; 0.1 ml of bromothiophene is dropped and reacted for 12 hours.

TLC 확인 후 반응이 종결되면 HCl로 담금질 시킨 다음, 클로로포름으로 추출 및 증류수로 세척하여 수분제거 하고 컬럼 정제함으로써 수득될 수 있다.After completion of the TLC reaction, the reaction may be quenched with HCl, extracted with chloroform, washed with distilled water to remove water, and purified by column purification.

본 발명에서는 상기와 같이 유기광전변환 고분자를 제조하는 방법을 설명하였으나, 고분자 화합물 제조방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 통상적인 합성방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.
In the present invention, a method of manufacturing the organic photoelectric conversion polymer has been described as described above, but the method of preparing the polymer compound is not particularly limited, and any method may be used as long as it is a conventional synthetic method.

본 발명에 따른 화학식 5의 유기광전변환 고분자는 UV 스펙트럼에 나타나듯이 필름 상에서는 용액상보다 완만한 피크를 확인할 수 있다(도 2참조). The organic photoelectric conversion polymer of Chemical Formula 5 according to the present invention can confirm a gentle peak than the solution phase on the film as shown in the UV spectrum (see FIG. 2).

이는 파이(π)-파이(π) 적층에 인한 것으로 유기광전소자에서 효과적인 전하 이동의 가능성을 보였다.
This is due to pi (π) -pi (π) stacking, which shows the possibility of effective charge transfer in the organic photoelectric device.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기광전변환 고분자, 바람직하게는 화학식 5로 표시되는 유기광전변환 고분자를 광활성층(active layer)으로 채용한 유기광전소자를 제공한다. In addition, the present invention provides an organic photoelectric conversion device employing the organic photoelectric conversion polymer represented by Formula 1 or Formula 2, preferably the organic photoelectric conversion polymer represented by Formula 5 as an active layer.

본 발명에 따른 상기 고분자는 유기광전소자의 광전변환층 물질로 사용될 수 있으며, 이를 적용한 유기광전변환소자의 제조방법은 구체적으로 다음과 같다.The polymer according to the present invention may be used as a photoelectric conversion layer material of an organic photoelectric device, and a method of manufacturing the organic photoelectric conversion device to which the polymer is applied is as follows.

먼저, 기판 상부에 애노드 전극용 물질을 코팅한다. 이때, 기판으로는 통상적인 유기광전변환소자에서 사용되는 기판을 사용하는데, 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 애노드 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 등을 사용하는 것이 바람직하고, 캐소드 형성용 금속으로는 일함수(Work function)가 작은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), Al:Li, Al:BaF2, Al:BaF2:Ba 등을 사용하는 것이 바람직하다.First, an anode electrode material is coated on the substrate. In this case, a substrate used in a conventional organic photoelectric conversion device is used, and it is preferable to use a glass substrate or a transparent plastic substrate excellent in transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness. In addition, it is preferable to use indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), or the like, which is transparent and has excellent conductivity as an anode electrode material, and a work function (Work It is preferable to use lithium (Li), magnesium (Mg), aluminum (Al), Al: Li, Al: BaF 2 , Al: BaF 2 : Ba and the like having a small function).

본 발명의 유기광전변환소자의 구성은 애노드/광전변환층/캐소드의 가장 일반적인 소자 구성은 물론 정공수송층 및/또는 전자수송층이 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 광전변환층은 스핀 코팅에 의해 형성될 수 있고, 그 두께는 10~10,000 Å의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 정공수송층은 애노드 전극 상부에 진공증착 또는 스핀코팅으로 형성될 수 있으며, 상기 전자수송층은 캐소드를 형성하기 전에 광전변환층의 상부에 형성된다. 또한, 상기 전자수송층은 통상적인 전자수송층 형성용 물질을 사용할 수 있고, 상기 정공수송층 및 전자수송층의 두께는 1~10,000 Å의 범위인 것이 바람직하다.
The organic photoelectric conversion device of the present invention may further include a hole transport layer and / or an electron transport layer, as well as the most common device configuration of the anode / photoelectric conversion layer / cathode. In this case, the photoelectric conversion layer may be formed by spin coating, the thickness thereof is preferably in the range of 10 ~ 10,000 Å. In addition, the hole transport layer may be formed by vacuum deposition or spin coating on the anode, and the electron transport layer is formed on the photoelectric conversion layer before forming the cathode. In addition, the electron transport layer may use a conventional material for forming an electron transport layer, the thickness of the hole transport layer and the electron transport layer is preferably in the range of 1 ~ 10,000 kPa.

본 발명에서 상기 정공수송층 및 전자수송층 물질은 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 정공수송층 물질로는 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenediocy-thiophene) doped with poly(styrenesulfonic acid)), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N-디페닐-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민(TPD)을 사용하는 것이 좋으며, 전자수송층 물질로는 알루미늄 트리하이드록시퀴놀린(aluminium trihydroxyquinoline; Alq3), 1,3,4-옥사다이아졸 유도체인 PBD(2-(4-biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, 퀴녹살린 유도체인 TPQ(1,3,4-tris[(3-phenyl-6-trifluoromethyl)quinoxaline-2-yl]benzene) 및 트리아졸 유도체 등을 사용하는 것이 좋다. 상기 전자수송층 및 정공수송층은 전자와 정공을 광전변환 고분자로 효율적으로 전달시켜 줌으로써 생성되는 전하의 전극으로의 이동확률을 높이는 역할을 한다.In the present invention, the hole transport layer and the electron transport layer material is not particularly limited. Preferably, the hole transport layer material is PEDOT: PSS (Poly (3,4-ethylenediocy-thiophene) doped with poly (styrenesulfonic acid)), N, It is preferable to use N'-bis (3-methylphenyl) -N, N-diphenyl- [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD), and as the electron transport layer material, aluminum trihydride. Aluminum trihydroxyquinoline (Alq 3 ), 1,3,4-oxadiazole derivative PBD (2- (4-biphenylyl) -5-phenyl-1,3,4-oxadiazole, quinoxaline derivative TPQ (1 , 3,4-tris [(3-phenyl-6-trifluoromethyl) quinoxaline-2-yl] benzene), triazole derivatives, etc. The electron transport layer and the hole transport layer may be used as photoelectric conversion polymers. It effectively increases the probability of transfer of generated charges to the electrodes.

또한, 광전변환층은 상기의 화학식 1 또는 화학식 2, 바람직하게는 화학식 5와 같은 구조로 합성된 고분자와 PC61BM(phenyl C61-butyric acid methyl ester) 혹은 PC71BM(phenyl C71-butyric acid methyl ester) 및 다양한 풀러렌(fullerene) 유도체와의 벌크헤테로정션 타입으로 형성된다. 이때, 고분자와 풀러렌 유도체(PCBM)는 1:10 내지 10:1 범위의 비율(w/w)로 혼합되는 것이 바람직하고, 혼합 후에는 최대의 특성을 나타낼 수 있도록 50 내지 300℃의 온도에서 1초 내지 24시간 동안 어닐링하는 것이 바람직하다.In addition, the photoelectric conversion layer is a polymer synthesized in the structure of Formula 1 or Formula 2, preferably Formula 5 and PC61BM (phenyl C61-butyric acid methyl ester) or PC71BM (phenyl C71-butyric acid methyl ester) and various It is formed as a bulk heterojunction type with a fullerene derivative. In this case, the polymer and the fullerene derivative (PCBM) are preferably mixed in a ratio (w / w) in the range of 1:10 to 10: 1, and after mixing, 1 at a temperature of 50 to 300 ° C. to exhibit maximum properties. It is preferred to anneal for seconds to 24 hours.

또한, 본 발명의 유기전기발광소자는 상술한 바와 같이 애노드/정공수송층/광전변환층/전자수송층/캐소드의 순으로 제조될 수도 있고, 그 반대의 순서, 즉 캐소드/전자수송층/광전변환층/정공수송층/애노드의 순으로 제조하여도 무방하다.
In addition, the organic electroluminescent device of the present invention may be manufactured in the order of anode / hole transporting layer / photoelectric conversion layer / electron transporting layer / cathode as described above, and vice versa, that is, cathode / electron transporting layer / photoelectric conversion layer / It may be manufactured in the order of the hole transport layer / anode.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these examples are for illustrative purposes only and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these examples.

실시예 1. 유기광전변환 고분자의 제조Example 1 Preparation of Organic Photoelectric Conversion Polymer

본 발명에 따른 유기광전변환 고분자는 하기 반응식 1과 같이 제조하였다.The organic photoelectric conversion polymer according to the present invention was prepared as in Scheme 1 below.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00008
Figure pat00008

단, 상기에서 n은 1 내지 10,000의 정수이다.
Wherein n is an integer of 1 to 10,000.

먼저, 출발물질로서, 5,12-bis(2-octyldodecyl)-2,9-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)quinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H,12H)-dione 및 4,7-bis(5-bromothiophen-2-yl)-5,6-bis(octyloxy)benzo[c][1,2,5]thiadiazole은 다음과 같은 문헌을 참조하여 합성하였다(Advanced Materials, 19, 2295-2300, 2007; Macromolecules, 41, 4, 2008; Journal of America Chemical Society, 129, 3472-3474, 2007).
First, as starting material, 5,12-bis (2-octyldodecyl) -2,9-bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) quinolino [2,3 -b] acridine-7,14 (5H, 12H) -dione and 4,7-bis (5-bromothiophen-2-yl) -5,6-bis (octyloxy) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole was synthesized with reference to the following literature (Advanced Materials, 19, 2295-2300, 2007; Macromolecules, 41, 4, 2008; Journal of America Chemical Society, 129, 3472-3474, 2007).

5,12-bis(2-octyldodecyl)-2,9-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)quinolino[2,3-b]acridine-7,14(5H,12H)-dione 0.3 g과 4,7-bis(5-bromothiophen-2-yl)-5,6-bis(octyloxy)benzo[c][1,2,5]thiadiazole 0.19 g을 톨루엔 20 ㎖에 용해하고, 베이스인 2M K2CO3 15 ㎖를 넣은 후, 계면활성제인 Aliquit336을 수 방울을 넣은 후, 촉매로 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐디클로라이드(tetrakistriphenylphosphinepalladium(Ⅱ)dichloride; Aldrich사) 0.009 g을 첨가하여 10분간 교반한 후, 90℃에서 48시간 동안 교반하였다.5,12-bis (2-octyldodecyl) -2,9-bis (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) quinolino [2,3-b] acridine-7 0.3 g of 14 (5H, 12H) -dione and 0.19 g of 4,7-bis (5-bromothiophen-2-yl) -5,6-bis (octyloxy) benzo [c] [1,2,5] thiadiazole Dissolve in 20 ml of toluene, add 15 ml of 2M K 2 CO 3 base, add several drops of surfactant Aliquit336, and then use tetrakistriphenylphosphinepalladium (II) dichloride as a catalyst. 0.009 g of Aldrich) was added and stirred for 10 minutes, followed by stirring at 90 ° C. for 48 hours.

마지막으로 엔드 캡퍼(end capper)로 브로모싸이오펜(Bromothiophene; Aldrich사)을 0.1 ㎖ 첨가하여 12시간 교반한 다음 정제하여 반응식 1의 유기광전변환 고분자를 0.36 g 수득하였다(수율: 46%). Finally, 0.1 ml of bromothiophene (Aldrich) was added as an end capper, stirred for 12 hours, and purified to obtain 0.36 g of the organic photoelectric conversion polymer of Scheme 1 (yield: 46%).

1H-NMR(400 ㎒, CDCl3, δ) 8.10(S, 2H), 4.69(S, 1H), 4.20(br, 8H), 3.53(br, 5H), 2.43-0.48(br)
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3, δ) 8.10 (S, 2H), 4.69 (S, 1H), 4.20 (br, 8H), 3.53 (br, 5H), 2.43-0.48 (br)

실시예Example 2. 유기광전변환소자의 제조 2. Fabrication of organic photoelectric conversion device

상기 실시예 1에서 제조한 고분자를 이용하여 다음과 같은 조건으로 소자를 제작하였다.The device was manufactured under the following conditions using the polymer prepared in Example 1.

구체적으로, PEDOT:PSS는 0.45 ㎛ PTFE 실린지 필터를 이용하여 여과하였으며, 진탕기(shaker)에서 교반하여 PEDOT과 PSS가 상분리 되는 것을 막았다.Specifically, PEDOT: PSS was filtered using a 0.45 ㎛ PTFE syringe filter, and stirred in a shaker to prevent phase separation of PEDOT and PSS.

AedotronTMC는 5 ㎛ PTFE 실린지 필터를 이용하여 여과하였으며, 역시 진탕기에서 교반하여 PEDOT-PEG와 ClO4-의 고른 분산을 도왔다. AedotronTMC was filtered using a 5 μm PTFE syringe filter and also stirred on a shaker to help evenly distribute PEDOT-PEG and ClO4-.

고분자와 플러렌을 디클로로벤젠(dichlorobenzene)에 용해시켜 24시간 교반해 주었으며, 5 ㎛ PTFE 실린지 필터를 이용하여 여과하였다. 준비된 substrate와 시료들을 글러브박스(glove box)로 이송하였으며, 스핀 코팅(spin coating)하였다. The polymer and fullerene were dissolved in dichlorobenzene, stirred for 24 hours, and filtered using a 5 μm PTFE syringe filter. The prepared substrates and samples were transferred to a glove box and spin coated.

스핀 코팅 후 PEDOT:PSS는 110℃에서 20분, AedotronTMC는 140℃에서 20분, 고분자, 플러렌 활성층은 120℃에서 1시간동안 열처리하여 잔류용매를 제거하였으며, 활성층면을 제외한 전극부분의 고분자들을 지워주었다. After spin coating, PEDOT: PSS for 20 minutes at 110 ° C, AedotronTMC for 20 minutes at 140 ° C, and the polymer and fullerene active layer were heat-treated at 120 ° C for 1 hour to remove residual solvent. gave.

EIL과 전극물질을 증착하기 위하여의 열증착기(thermal evaporator)의 고진공 챔버(1×10-6 torr 이하)로 이송하였으며, 모두 BaF2(0.1 Å/s, 2 ㎚)/Ba(0.2 Å/s, 2 ㎚)/Al(5 Å/s, 100 ㎚)순으로 전극을 형성하였다.It was transferred to a high vacuum chamber (1 × 10 -6 torr or less) of a thermal evaporator for depositing EIL and electrode material, all of BaF 2 (0.1 Å / s, 2 ㎚) / Ba (0.2 Å / s , 2 nm) / Al (5 mA / s, 100 nm) in order to form an electrode.

상기와 같이 제조한 소자의 광전변환특성의 결과는 하기 표 1 및 도 5에 나타내었다.The results of the photoelectric conversion characteristics of the device manufactured as described above are shown in Table 1 and FIG. 5.

No.No. 활성층Active layer Voc(V)Voc (V) Jsc(㎃/㎠)Jsc (mA / cm 2) FFFF PCE(%)PCE (%) 1One PQB:PC61BM(1:1)PQB: PC61BM (1: 1) 0.760.76 4.44.4 4747 1.61.6 22 PQB:PC61BM(1:3)PQB: PC61BM (1: 3) 0.760.76 3.13.1 5454 1.31.3 33 PQB:PC71BM(1:1)PQB: PC71BM (1: 1) 0.780.78 6.26.2 4747 2.32.3 44 PQB:PC71BM(1:3)PQB: PC71BM (1: 3) 0.780.78 4.94.9 4646 1.81.8

이상, 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Having described specific portions of the present invention in detail, those skilled in the art will appreciate that these specific descriptions are only for the preferred embodiment and that the scope of the present invention is not limited thereby. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (10)

퀴나크리돈 유도체와 전자 주게 특성을 갖는 분자(p-type molecular) 혹은 전자 받게 특성을 갖는 분자(n-type molecular) 쌍을 이루는 분자를 공중합한 것을 주쇄로 하고, 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 유기광전변환 고분자.
[화학식 1]
Figure pat00009


[화학식 2]
Figure pat00010

A copolymer obtained by copolymerizing a quinacridone derivative with a molecule forming a p-type molecular or n-type molecular pair having an electron acceptor property as a main chain and represented by the following Chemical Formula 1 or Formula 2 Organic photoelectric conversion polymer.
[Chemical Formula 1]
Figure pat00009


(2)
Figure pat00010

제1항에 있어서,
상기 퀴나크리돈 유도체는 5,12-위치에 알킬 및 알콕시 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기광전변환 고분자.
The method of claim 1,
The quinacridone derivative is an organic photoelectric conversion polymer, characterized in that it comprises an alkyl and alkoxy chain in the 5,12-position.
제 1항에 있어서,
상기 전자 주게 특성을 갖는 분자는 하기 화학식 3에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기광전변환 고분자.
[화학식 3]
Figure pat00011

단, 상기에서 R1부터 R52까지는 독립적으로, 수소원자; 할로겐원자; 탄소수 1 내지 25의 알킬기; 탄소수 1 내지 25의 알콕시기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 싸이오펜; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 셀레노펜; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 피롤; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴렌기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 싸이아졸; 융합된 방향족 고리화합물을 갖는 탄소수 10 내지 24의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
The method of claim 1,
The molecule having an electron donor property is an organic photoelectric conversion polymer, characterized in that at least one selected from the formula (3).
(3)
Figure pat00011

Provided that R 1 to R 52 are independently a hydrogen atom; Halogen atom; An alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms; Thiophene substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Selenophene substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Pyrrole substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An arylene group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An aryl group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Thiazoles substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; It is selected from the group consisting of aryl groups having 10 to 24 carbon atoms having a fused aromatic ring compound.
제 1항에 있어서,
상기 전자 받게 특성을 갖는 분자는 하기 화학식 4에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기광전변환 고분자.
[화학식 4]
Figure pat00012

단, 상기에서 R1에서 R118까지는 독립적으로, 수소원자; 할로겐원자; 탄소수 1 내지 25의 알킬기; 탄소수 1 내지 25의 알콕시기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 싸이오펜; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 셀레노펜; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 피롤; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴렌기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 아릴기; 수소원자, 탄소수 1 내지 25의 알킬기가 치환된 탄소수 1 내지 25의 알콕시기가 치환된 싸이아졸; 융합된 방향족 고리화합물을 갖는 탄소수 10 내지 24의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된다.
The method of claim 1,
The molecule having the electron accepting characteristic is an organic photoelectric conversion polymer, characterized in that at least one selected from the formula (4).
[Chemical Formula 4]
Figure pat00012

Provided that R 1 to R 118 are independently a hydrogen atom; Halogen atom; An alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms; Thiophene substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Selenophene substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Pyrrole substituted with a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An arylene group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; An aryl group substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; Thiazoles substituted with a hydrogen atom and an alkoxy group having 1 to 25 carbon atoms substituted with an alkyl group having 1 to 25 carbon atoms; It is selected from the group consisting of aryl groups having 10 to 24 carbon atoms having a fused aromatic ring compound.
제 1항에 있어서,
상기 유기광전변환 고분자는 하기 화학식 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기광전변환 고분자.
[화학식 5]
Figure pat00013

단, 상기에서 n은 1~10,000의 정수이다.
The method of claim 1,
The organic photoelectric conversion polymer is an organic photoelectric conversion polymer, characterized in that represented by the formula (5).
[Chemical Formula 5]
Figure pat00013

However, n is an integer of 1-10,000 in the above.
제 1항의 유기광전변환 고분자를 광활성층으로 채용한 유기광전소자.
An organic photoelectric device employing the organic photoelectric conversion polymer of claim 1 as a photoactive layer.
제 5항의 유기광전변환 고분자를 광활성층으로 채용한 유기광전소자.
An organic photoelectric device employing the organic photoelectric conversion polymer of claim 5 as a photoactive layer.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 광활성층은 스핀 코팅(spin coating)에 의해 형성되며, 그 두께는 10 내지 10,000 Å인 것을 특징으로 하는 유기광전소자.
8. The method according to claim 6 or 7,
The photoactive layer is formed by spin coating (spin coating), the thickness of the organic photoelectric device, characterized in that 10 to 10,000 kPa.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 광활성층은 풀러렌 유도체(PCBM)와 벌크헤테로정션 타입(bulk heterojunction type)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기광전소자.
8. The method according to claim 6 or 7,
The photoactive layer is an organic photoelectric device, characterized in that formed of fullerene derivative (PCBM) and bulk heterojunction type (bulk heterojunction type).
(1)유기용매에 퀴나크리돈 유도체를 넣고 교반하는 단계;
(2) 베이스(base)로 1 내지 10몰%의 K2CO3 또는 Na2CO3 수용액과, 계면활성제인 Aliquat 336, 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(tetrakistriphenylphosphinepalladium)을 0.5 내지 10몰% 더 넣고 5 내지 15분간 교반하는 단계;
(3) 상기 (2)단계에서 교반된 재료를 24 내지 72시간 동안 90℃에서 교반하는 단계;
(4) 상기 (3)단계에 의해 교반된 재료에 브로모싸이오펜(bromothiophene)을 첨가하고, 10 내지 14시간 동안 반응시키는 단계;
(5) TLC(Thin layer chromatography) 확인 후 반응이 종결되면 HCl로 담금질하는 단계; 및
(6) 상기 (5)단계에 의한 담글질 후에 클로로포름으로 추출 및 증류수로 세척한 다음 수분을 제거하고 컬럼 정제하는 단계;를 포함하는 유기광전변환 고분자제조방법.
(1) adding a quinacridone derivative to an organic solvent and stirring;
(2) 0.5 to 10 mol of an aqueous solution of K 2 CO 3 or Na 2 CO 3 as a base, Aliquat 336 as a surfactant, and tetrakis (triphenylphosphine) palladium Adding more% and stirring for 5 to 15 minutes;
(3) stirring the material stirred in step (2) at 90 ° C. for 24 to 72 hours;
(4) adding bromothiophene to the stirred material by step (3) and reacting for 10 to 14 hours;
(5) quenching with HCl when the reaction is terminated after confirmation of thin layer chromatography (TLC); And
(6) extracting with chloroform and washing with distilled water after the immersion according to the step (5) and then removing the water and column purification; organic photoelectric conversion polymer manufacturing method comprising a.
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