KR20150142834A - 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지 - Google Patents

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KR20150142834A
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Abstract

본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지에 관한 것이다.

Description

공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지{COPOLYMER AND ORGANIC SOLAR CELL COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지에 관한 것이다.
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.
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.
Yun-Xiang Xu, Chu-Chen Chueh, Hin-Lap Yip, Fei-Zhi Ding, Yong-XiLi, Chang-Zhi Li, Xiaosong Li, Wen-Chang Chen, and Alex K.-Y. Jen, Adv. Mater. 2012, 24, 6356-6361 Yong Zhang, Shang-Chieh Chien, Kung-Shih Chen, Hin-Lap Yip, Ying Sun, Joshua A. Davies, Fang-Chung Chenb and Alex K.-Y. Jen., Chem. Commun., 2011, 47, 11026-11028
본 명세서는 공중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 단위; 및 상기 제1 단위와 상이한 제2 단위를 포함하는 것인 공중합체를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에 있어서,
X1 내지 X6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRR', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR', Se 또는 Te이고,
Y1 내지 Y4는 서로 동일하서나 상이하고, 각각 독립적으로 CR", N, SiR", P 또는 GeR"이며,
R1 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기이고,
R', R", R"' 및 R2 내지 R9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트로기; 시아노기; 카복실산기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 카보닐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 에스터기; 치환 또는 비치환된 아미드기; 치환 또는 비치환된 에테르기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,
제2 단위는 치환 또는 비치환된 2가의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이다.
또한, 본 명세서는 1 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.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 화학식 1로 표시되는 제1 단위를 포함한다. 본 명세서의 화학식 1로 표시되는 제1 단위는 전자의 비편재화(delocalization)을 가능하게 하여 공액의 효과를 증가시킨다. 또한, 회전 장애를 방지하는 구조를 포함하여 재편성 에너지(reorganization energy)의 감소를 방지함으로써, 전하의 이동을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 전하의 이동의 증가 및/또는 빛의 흡수성의 증가를 기대할 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 제1 단위는 R1 및 R10에 할로겐기를 도입하여, 분자간 파이 스태킹 상호작용(intermolecular π-stacking intercation)의 증가로 전하의 이동, 효율의 증가 등에서 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
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.
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.
도 1은 실시예 1에서 제조한 화학식 A-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 2는 실시예 1에서 제조한 화학식 A-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 3은 실시예 2에서 제조한 화학식 B-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 4는 실시예 3에서 제조한 화학식 C-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 5는 실시예 3에서 제조한 화학식 C-1의 고성능액체크로마토 그래피 (HPLC: high performance liquid chromatography)를 나타낸 도이다.
도 6은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 겔 침투 크로마토그래피(GPC; Gel Permeation Chromatography)를 나타낸 도이다.
도 7은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 시차주사 열량계(DSC; Differential Scanning Calorimetry)를 나타낸 도이다.
도 8은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 9는 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 전기 화학 측정 결과(cyclic voltametry)를 나타낸 도이다.
도 10은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1을 이용한 유기 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 도이다.
도 11은 화학식 D-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 12는 화학식 E-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 13은 화학식 F-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 14는 화학식 G의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 15는 화학식 G의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 16은 화학식 G-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 17는 화학식 G-1의 고성능액체크로마토 그래피 (HPLC: high performance liquid chromatography)를 나타낸 도이다.
도 18은 화학식 I-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
이하 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위; 및 상기 제1 단위와 상이한 제2 단위를 포함하는 공중합체를 제공한다.
본 명세서에 있어서 '단위'란 공중합체의 단량체에 포함되는 반복되는 구조로서, 단량체가 중합에 의하여 공중합체 내에 결합된 구조를 의미한다.
본 명세서에 있어서 '단위를 포함'의 의미는 중합체 내의 주쇄에 포함된다는 의미이다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00002
는 공중합체 내에서 다른 단위 또는 말단기에 연결되는 부위를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 화학식 1로 표시되는 제1 단위를 포함한다.
본 명세서의 화학식 1로 표시되는 제1 단위 중
Figure pat00003
의 유닛은 전자의 비편재화(delocalization)을 가능하게 하여 공액의 효과를 증가시킨다. 또한, 회전 장애를 방지하는 구조를 포함하여 재편성 에너지(reorganization energy)의 감소를 방지함으로써, 전하의 이동을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 공중합체는 전하의 이동의 증가 및/또는 빛의 흡수성의 증가를 기대할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 제1 단위 중
Figure pat00004
및
Figure pat00005
는 분자간 파이 스태킹 상호작용(intermolecular π-stacking intercation)의 증가로 전하의 이동, 효율의 증가 등에서 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는 하기 구조 중 선택되는 1 또는 2 이상을 포함한다.
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
상기 구조에 있어서,
X10 내지 X32는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이고,
Y10 내지 Y17는 서로 동일하서나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이며,
Ra, Rb, Rc 및 R11 내지 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트로기; 시아노기; 카복실산기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 카보닐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 에스터기; 치환 또는 비치환된 아미드기; 치환 또는 비치환된 에테르기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3, R4, R7 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, R3, R4, R7 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 싸이오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00010
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00011
이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00012
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00013
이다.
다른 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00014
및
Figure pat00015
이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00016
이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00017
이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는
Figure pat00018
및
Figure pat00019
이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체는 하기 화학식 1-1 내지 1-6 중 선택되는 1 또는 2 이상의 단위를 포함한다.
[화학식 1-1]
Figure pat00020
[화학식 1-2]
Figure pat00021
[화학식 1-3]
Figure pat00022
[화학식 1-4]
Figure pat00023
[화학식 1-5]
Figure pat00024
[화학식 1-6]
Figure pat00025
[화학식 1-7]
Figure pat00026
화학식 1-1 내지 1-7에 있어서,
X1 내지 X6, Y1 내지 Y4, R1 및 R10은 화학식 1의 정의와 동일하고,
X10 내지 X17 및 X28 내지 X35은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이며,
Y10, Y11, Y16 및 Y17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이고,
Q1 내지 Q10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se 또는 Te이고,
a, a', b, b', c, c', d 및 d'는 각각 1 내지 5의 정수이며,
e, e', f, f', g, g', h, h', i 및 i'는 각각 1 내지 3의 정수이고,
a, a', b, b', c, c', d, d', e, e', f, f', g, g', h, h', i 및 i'가 각각 2 이상의 정수인 경우, 2 이상 각각의 S1 내지 S18은 서로 동일하거나 상이하며,
l 및 m은 각각 0 내지 3의 정수이고,
l 및 m이 각각 2 이상의 정수인 경우, 2 이상의 각각의 괄호내의 구조는 서로 동일하거나 상이하며,
Ra, Rb, Rc, R19 내지 R22, R41 내지 R48 및 S1 내지 S18은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트로기; 시아노기; 카복실산기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 카보닐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 에스터기; 치환 또는 비치환된 아미드기; 치환 또는 비치환된 에테르기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는 할로겐기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 할로겐기, 알킬기, 아릴기 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ra, Rb, Rc, R19 내지 R22, R41 내지 R48 및 S1 내지 S18은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
상기 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 에스터기; 카보닐기; 카복실기; 히드록시기; 시클로알킬기; 실릴기; 아릴알케닐기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 붕소기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 아릴아민기; 헤테로고리기; 아릴아민기; 아릴기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 및 N, O, S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로 고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
상기 치환기들은 추가의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 카보닐기는
Figure pat00027
로 표시될 수 있다. 상기 Z은 수소; 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기; 탄소수 3 내지 60의 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기; 탄소수 7 내지 50의 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 탄소수 6 내지 60의 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 N, O, S 및 Se 원자 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 60의 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
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.
Figure pat00028
본 명세서에 있어서, 에스터기는 에스터기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 25의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00029
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-메틸헵틸, 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.
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.
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.
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.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴알킬기는 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 아릴알킬기의 탄소수는 7 내지 50이다. 구체적으로 아릴부분은 탄소수 6 내지 49이고, 알킬 부분은 탄소수 1 내지 44이다. 구체적인 예로는 벤질기기, p-메틸벤질기, m-메틸벤질기, p-에틸벤질기, m-에틸벤질기, 3,5-디메틸벤질기, α-메틸벤질기, α,α-디메틸벤질기, α,α-메틸페닐벤질기, 1-나프틸벤질기, 2-나프틸벤질기, p-플루오르벤질기, 3,5-디플루오르벤질기, α,α-디트리플루오로메틸벤질기, p-메톡시벤질기, m-메톡시벤질기, α-페녹시벤질기, α-벤질옥시벤질기, 나프틸메틸기, 나프틸에틸기, 나프틸이소프로필기, 피롤릴메틸기, 피롤렐에틸기, 아미노벤질기, 니트로벤질기, 시아노벤질기, 1-히드록시-2-페닐이소프로필기, 1-클로로-2-페닐이소프로필기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다.
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.
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.
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.
본 명세서에 있어서, 상기 플루오레닐기는 치환될 수 있으며, 인접한 치환기들이 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 플루오레닐기가 치환되는 경우,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
및
Figure pat00033
등이 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 고리기 또는 헤테로 아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, S 및 Se 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 싸이오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조싸이오펜기, 디벤조싸이오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 헤테로 고리기는 단환 또는 다환일 수 있으며, 방향족, 지방족 또는 방향족과 지방족의 축합고리일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z1 은 CH이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Z2는 CH이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1은 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 X2는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X3는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4는 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 X5는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X6은 S이다.
다른 실시상태에 있어서, 상기 X10은 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X11은 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X12는 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 X13은 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y1은 N이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y2는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y3는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Y4는 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 할로겐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R1은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R2는 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R3는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R3는 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R3는 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R4는 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R4는 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R5는 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R6는 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R7은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R7은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R7은 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7은 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R8은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R8은 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R8은 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R9는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10은 할로겐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R10은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12는 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12는 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R12는 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R12는 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R13은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R13은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R13은 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R13은 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R14는 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R15는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R16은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R16은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R16은 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R16은 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R17은 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R17은 치환 또는 비치환된 페닐기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R17은 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R17은 헥실기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R18은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y10은 N이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Y11은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X14는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R21은 수소이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R22는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R19는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R19는 옥틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R20은 옥틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X33은 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, R43은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R44는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q9는 S이다.
또 다른 실시상태에 있어서, Q9는 Se이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Q10은 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Q10은 Se이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X15는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X16은 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, S17은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 S17은 2-에틸헥실기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, S18은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 S18은 2-에틸헥실기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X28는 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 X31은 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X29은 CRaRb이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X30은 O이다.
본 명세서에 있어서, 상기 Ra 및 Rb는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, Ra는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, Ra는 3,7-디메틸옥틸기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 Rb는 3,7-디메틸옥틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 l은 1이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 l은 2이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 l이 2일 때, 괄호 내의 구조는 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m은 1이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 m은 2이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 m이 2일 때, 괄호 내의 구조는 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X34는 S이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, R45는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R46은 수소이다.
또 다른 실시상태에 있어서, 상기 R46은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R46은 도데카닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X35는 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R47은 수소이다.
본 명세서의 다른 실시상태에 있어서, 상기 R47은 치환 또는 비치환된 알킬기이다.
하나의 실시상태에 있어서, 상기 R47은 도데카닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R48은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, X33은 S이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y16은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y17은 N이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R41은 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R41은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R42는 할로겐기이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 R42는 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 단위는 하기 구조 중에서 선택될 수 있다.
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00036
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체는 하기 공중합체 1 내지 8 중 어느 하나로 표시된다.
[공중합체 1]
Figure pat00037
[공중합체 2]
Figure pat00038
[공중합체 3]
Figure pat00039
[공중합체 4]
Figure pat00040

[공중합체 5]
Figure pat00041
[공중합체 6]
Figure pat00042
[공중합체 7]
Figure pat00043
[공중합체 8]
Figure pat00044
n은 1 내지 10,000의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기로는 헤테로 고리기 또는 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 4-(트리플루오로메틸)페닐기(4-(trifluoromethyl)phenyl)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 브로모 싸이오펜기(bromo-thiophene)이다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 브로모-벤젠기(bromo-benzene)이다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 공중합체의 말단기는 트라이알킬(싸이오펜-2-일)스태닐기(trialkyl(thiophene-2-yl)stannyl)이다.
본 명세서에서 상기 트라이알킬은 트라이메틸 또는 트라이부틸일 수 있다.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공중합체는 1 내지 100의 분자량 분포를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 공중합체는 1 내지 3의 분자량 분포를 가진다.
분자량 분포는 낮을수록, 수평균 분자량이 커질수록 전기적 특성과 기계적 특성이 더 좋아진다.
또한, 일정 이상의 용해도를 가져서 용액도포법 적용이 유리하도록 하기 위해 수평균 분자량은 100,000이하인 것이 바람직하다.
상기 공중합체는 후술하는 제조예를 기초로 제조될 수 있다.
본 명세서는 트리부틸틴 또는 트리메틸틴으로 치환된 X2 내지 X5를포함하는 축합고리와 벤젠고리의 R1또는 R10이 치환된 방향으로 할로겐기가 도입된 구조를 반응시킨다. 이 경우, 할로겐기의 입체 장애(steric hindrance)로 인하여, R1 및 R10이 구비되는 방향이 규칙적인 제1 단위 유도체를 형성할 수 있다.
할로겐기로 치환된 제1 단위 유도체와 트리부틸틴 또는 트리메틸틴으로 치환된 제2 단위를 반응시킴으로써, 공중합체 1 내지 8뿐만 아니라, 다양한 공중합체를 제조할 수 있다.
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.
본 명세서는 또한, 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드인 노말(Normal) 구조이다.
상기 노말 구조는 기판 상에 애노드가 형성되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 태양 전지가 노말 구조인 경우, 기판 상에 형성되는 제1 전극이 애노드일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드인 인버티드(Inverted) 구조이다.
상기 인버티드 구조는 기판 상에 캐소드가 형성되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 태양 전지가 인버티드 구조인 경우, 기판 상에 형성되는 제1 전극이 캐소드일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 탠덤 (tandem) 구조이다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기태양 전지는 광활성층이 1층 또는 2층 이상일 수 있다.
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.
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.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성한다.
벌크 헤테로 정션이란 광활성층에서 전자 주개 물질과 전자 받개 물질이 서로 섞여 있는 것을 의미한다.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 전하발생층, 전자차단층, 전자주입층 및 전자수송층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 유기물층을 더 포함한다.
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.
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.
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.
상기 애노드 전극을 기판 상에 형성하는 경우, 이는 세정, 수분제거 및 친수성 개질 과정을 거칠 수 있다.
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.
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.
애노드 전극의 위한 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.
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.
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.
그러나, 본 명세서에 있어서의 패터닝된 ITO 기판의 표면 개질 방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.
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.
상기 캐소드 전극은 5x10-7torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 증착되어 형성될 수 있으나, 이 방법에만 한정되는 것은 아니다.
상기 정공수송층 및/또는 전자수송층 물질은 광활성층에서 분리된 전자와 정공을 전극으로 효율적으로 전달시키는 역할을 담당하며, 물질을 특별히 제한하지는 않는다.
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.
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.
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.
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.
실시예 1.
[화학식 A-1]
Figure pat00045
상기 화학식 A-1은 Yun-Xiang Xu, Chu-Chen Chueh, Hin-Lap Yip, Fei-Zhi Ding, Yong-XiLi, Chang-Zhi Li, Xiaosong Li, Wen-Chang Chen, and Alex K.-Y. Jen, Adv. Mater. 2012, 24, 6356-6361의 합성 방법과 동일한 방법으로 제조하였다.
도 1은 실시예 1에서 제조한 화학식 A-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 2는 실시예 1에서 제조한 화학식 A-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예 2.
[화학식 B-1]
Figure pat00046
상기 화학식 B-1은 Yong Zhang, Shang-Chieh Chien, Kung-Shih Chen, Hin-Lap Yip, Ying Sun, Joshua A. Davies, Fang-Chung Chenb and Alex K.-Y. Jen., Chem. Commun., 2011, 47, 11026-11028의 합성 방법과 동일한 방법으로 제조하였다.
도 3은 실시예 2에서 제조한 화학식 B-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예 3.
Figure pat00047
[화학식 C-1]
Figure pat00048
50 ml의 톨루엔(toluene)에 화학식 A-1 (2.0g, 1.4868 mmol), 화학식 B-1 (1.07g, 3.4196 mmol), 트라키스(트라이페닐포스핀)팔라듐(0) (Pd(PPh3)4, 50mg)을 넣고 이 용액을 100 도에서 24시간 동안 반응 시켰다. 반응이 완료된 후 이 용액을 물에 부어 넣고, 클로로포름(chloroform)로 2번 추출한 뒤 물로 2번 씻어주고, 황산 마그네슘으로 잔여물을 제거하였다. 남은 용액을 감압 하에 용매를 제거하고, 실리카 컬럼(silica column, eluent:hexane/MC=10:5)을 통해서 고운 파우더를 얻었다.
(수율: 72%)
도 4는 실시예 3에서 제조한 화학식 C-1의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 5는 실시예 3에서 제조한 화학식 C-1의 고성능액체크로마토 그래피 (HPLC: high performance liquid chromatography)를 나타낸 도이다.
실시예 4.
Figure pat00049
[공중합체 1]
Figure pat00050
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 C-1 (0.500 g, 0.3382 mmol), 화학식 A-1 (0.4541 g, 0.3382 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 10 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 28 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 52 %
수 평균 분자량: 61,851 g/mol
무게 평균 분자량: 70,465 g/mol
도 6은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 겔 침투 크로마토그래피(GPC; Gel Permeation Chromatography)를 나타낸 도이다.
도 7은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 시차주사 열량계(DSC; Differential Scanning Calorimetry)를 나타낸 도이다.
도 7에서 알 수 있듯이, 248.7℃ 부근에서 피크(peak)가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이는 공중합체 1의 녹는점(melting poing)로서, 열적 안정성이 우수함을 확인할 수 있다. 따라서, 이를 소자에 적용하는 경우에 소자의 장수명, 소자의 안정성 향상 등을 기대할 수 있다.
도 8은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 흡수 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 8에서 알 수 있듯이, 가시광선 전 영역인 300 nm 내지 700 nm 범위의 광범위한 스펙트럼의 빛을 흡수할 수 있어, 고효율의 유기 태양 전지의 구현에 유리함을 확인할 수 있다.
도 9는 실시예 4에서 제조한 공중합체 1의 전기 화학 측정 결과(cyclic voltametry)를 나타낸 도이다.
실시예 5.
[화학식 D] [화학식 D-1]
Figure pat00051
350 ml의 디메틸폼아마이드 (DMF)에 3,6-디티오펜-2-일-2,5-다이하이드로피롤로[3,4-c]피롤-1,4-다이온(3,6-Dithiophen-2-yl-2,5-dihydropyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione, 13.0 g, 43.3 mmol)와 포타슘카보네이트 (K2CO3, 24.0g)를 넣고 145 ℃로 온도를 가하여 잘 녹여주었다. 이 용액에 옥틸브로마이드 (octylbromide, 38.6g, 200mmol)를 주사기를 이용하여 한번에 넣어주었다. 145 ?에서 15시간 이상 교반하고 상온으로 온도를 낮춘 후 500ml 이상의 차가운 물에 부어주고 교반하여 물과 알코올로 여러 번 씻어주며 필터하였다. 건조 후, 실리카 컬럼(silica column, eluent; Hexane:Methylene chloride=1:10)을 통해서 진한 보라색의 고체 파우더를 얻었다. (수율: 87.4 %)
-20 ℃하에서 250ml 플라스크에 2.0M 리튬 디이소프로필아미드 (LDA ;Lithium diisopropylamide solution, 6ml, 12.0mmol)100 ml, 테트라하이드로퓨란 (THF)에 화학식 D의 화합물(3 g, 5.7166 mmol)을 녹여 주사기로 천천히 넣어주고 1시간 동안 교반하였다. 1M 트라이 메틸틴 클로라이드 ((CH3)3SnCl, 13.14ml, 13.14mmol)를 넣어주고 상온으로 승온하며 12시간 교반하였다. 이 용액을 물과 클로로포름(CF)으로 추출한 뒤, 물로 씻어주고, 황산마그네슘(MgSO4; Magnesium sulfate)로 잔여의 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 메ㅌ틸렌 클로라이드/에탄올(MC/EtOH)로 재결정을 통해서 얻었다. (수율 42%)
도 11은 화학식 D-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예 6.
Figure pat00052
[공중합체 2]
Figure pat00053
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 D-1 (0.1454 g, 0.2029 mmol), 화학식 C-1 (0.300g, 0.2029 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 8 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 18 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 47 %
수 평균 분자량: 47,999 g/mol
무게 평균 분자량: 60,451 g/mol
실시예 7.
[화학식 E] [화학식 E-1]
Figure pat00054
(1) 500 ml의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 2-(2-에틸헥실)티오펜(2-(2-ethylhexyl)thiophene, 10.0 g, 50.9 mmol)을 넣고 녹인 뒤 -25 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 헥산(hexane)에 녹아있는 2.5M n-BuLi (2.5M n-Butyllithium in hexane, 24.0 ml, 50.9 mmol)을 천천히 넣고, 30분 동안 교반하였다. 이 후, 0℃까지 온도를 높이고 이 상태에서 1시간 교반 후, 4,8-데하이드로벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-4,8-다이온(4,8-dehydrobenzo[l,2-b:4,5-b']dithiophene-4,8-dione, 3.3 g, 14.8 mmol)을 한 번에 넣고 50 ℃에서 3시간 동안 교반하였다. 이 용액을 상온으로 온도를 낮춘 다음, 틴(Ⅱ)클로라이드 다이하이드레이트(SnCl2 .2H2O) (tin(Ⅱ)chloride dehydrate, 26g)과 10% HCl (56 ml)를 넣고 추가적으로 3시간 동안 교반하였다. 이 용액에 얼음을 부어 넣고, 다이에틸 에테르 (Diethyl ether)로 2번 추출한 뒤, 물로 2번 씻어주고, 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 실리카 컬럼(silica column, eluent;Petroleum)을 통해서 노란색의 밀도 높은 액체를 얻었다.
수율: 60 %
(2) 100 ml의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 화학식 E(2.0 g, 3.44 mmol)를 넣고 녹인 뒤 0 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 헥산(hexane)에 녹아있는 1.6M n-BuLi (1.6M n-Butyllithium in hexane, 4.36 ml, 6.98 mmol)을 천천히 넣고, 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 이 용액에 THF에 녹아있는 1M 트라이메틸틴클로라이드 (1M Trimethyltinchloride in THF, 10.3 ml, 10.3 mmol)을 한 번에 넣고 2시간 교반하였다. 이 용액에 물을 부어 넣고, 다이에틸 에테르 (Diethyl ether)로 2번 추출한 뒤, 물로 2번 씻어주고, 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 에탄올 (ethanol)로 재결정하여 연한 노란색 결정의 고체를 얻었다.
수율: 87 %
도 12는 화학식 E-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예 8.
Figure pat00055
Figure pat00056
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 E-1 (0.1753 g, 0.3044 mmol), 화학식 C-1 (0.4500g, 0.3044 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 10 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 28 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 51 %
수 평균 분자량: 57,914 g/mol
무게 평균 분자량: 67,920 g/mol
실시예 9.
[화학식 F] [화학식 F-1]
Figure pat00057
(1) 300 ml 의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 2-(2-에틸헥실)셀레노펜(2-(2-ethylhexyl)selsnophene, 5.0 g, 23.2 mmol)을 넣고 녹인 뒤 -78 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 헥산(hexane)에 녹아있는 2.5M n-BuLi (2.5M n-Butyllithium in hexane, 11.1 ml, 27.9 mmol)을 천천히 넣고, 1 시간 동안 교반하였다. 이 후, 0 ℃까지 온도를 높이고 이 상태에서 1 시간 교반 후, 4,8-데하이드로벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-4,8-다이온(4,8-dehydrobenzo[l,2-b:4,5-b']dithiophene-4,8-dione, 2.1 g, 9.28 mmol)을 한 번에 넣고 50 ℃에서 6 시간동안 교반하였다. 이 용액을 상온으로 온도를 낮춘 다음, 틴(Ⅱ)클로라이드 다이하이드레이트(SnCl2?2H2O) (tin(Ⅱ)chloride dehydrate, 15g)과 10% 염산(HCl) (30ml)를 넣고 추가적으로 3 시간 동안 교반하였다. 이 용액에 얼음을 부어 넣고, 다이에틸 에테르 (Diethyl ether)로 추출한 뒤 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 실리카 컬럼(silica column, eluent;Petroleum)을 통해서 노란색의 밀도 높은 액체를 얻었다.
수율: 70 %
(2) 100 ml 의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 화학식 F(2.0 g, 3.24 mmol)을 넣고 녹인 뒤 0 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 헥산(hexane)에 녹아있는 1.6M n-부틸리튬(n-BuLi; 1.6M n-Butyllithium in hexane, 7.1ml, 11.3 mmol)을 천천히 넣고, 1 시간 동안 상온에서 교반하였다. 이 용액에 테트라하이드로퓨란(THF) 에 녹아있는 1M 트라이메틸틴클로라이드 (1M Trimethyltinchloride in THF, 8.10 ml, 8.10 mmol)을 한 번에 넣고 2 시간 교반하였다. 이 용액에 물을 부어 넣고, 헥산 (hexane)로 추출한 뒤, 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 에탄올 (ethanol)로 재결정하여 연한 노란색 결정의 고체를 얻었다.
수율: 85 %
도 13 은 화학식 F-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예 10.
Figure pat00058
Figure pat00059
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 F-1 (0.2086 g, 0.2090 mmol), 화학식 C-1 (0.3090g, 0.2090 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 8 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 20 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 49 %
수 평균 분자량: 83,805 g/mol
무게 평균 분자량: 86,677 g/mol
실시예 11.
[a] [b]
Figure pat00060
[화학식 G] [화학식 G-1]
Figure pat00061
(1) 100 ml 톨루엔 (Toluene)에 a (4.0 g, 12.2 mmol), b (9.58 g, 25.6 mmol)를 넣고 가열하며 교반하였다. 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 0.22g), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 29g)를 넣고 100 ℃ 조건 하에 16시간 동안 반응 시켰다. 이 용액을 물에 부어 넣고 클로로포름 (chloroform)으로 추출한 뒤 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여의 물을 제거하였다. 용매를 제거하고 실리카 컬럼(silica column, eluent;Hx/MC)을 통해서 얻었다.
수율: 65 %
(2) 500 ml 의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 G(3.24 g, 9.63 mmol)을 넣고 녹인 뒤 -78 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에 2M 리튬디이소프로필아미드(LDA; Lithium diisopropylamide in THF, 12.5ml, 25.1 mmol)을 천천히 넣고, 1 시간 동안 상온에서 교반하였다. 이 용액에 테트라하이드로퓨란(THF) 에 녹아있는 1M 트라이메틸틴클로라이드 (1M Trimethyltinchloride in THF, 25.1 ml, 25.1 mmol)을 한 번에 넣고 18 시간 교반하였다. 이 용액에 물을 부어 넣고, 메틸렌클로라이드 (MC)로 추출한 뒤, 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여의 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 메틸렌클로라이드/에탄올 (MC/ethanol)로 재결정하여 결정의 고체를 얻었다.
수율: 72 %
도 14는 화학식 G의 MS 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 15는 화학식 G의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 16은 화학식 G-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다. 화학식 G-1에서 디에틸에테르로 추출하고, 메틸렌 클로라이드와 에탄올을 가열한 후 고체의 MS 스펙트럼을 측정하였다.
도 17는 화학식 G-1의 고성능액체크로마토 그래피 (HPLC: high performance liquid chromatography)를 나타낸 도이다.
실시예 12.
Figure pat00062
[공중합체 6]
Figure pat00063
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 G-1 (0.2015 g, 0.3044 mmol), 화학식 C-1 (0.4500g, 0.3044 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 8 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 20 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 44 %
실시예 13.
[화학식 G-1] [c]
Figure pat00064
[화학식 H] [화학식 H-1]
Figure pat00065
(1) 100 ml 톨루엔 (Toluene)에 화학식 G-1 (1.0 g, 1.5106 mmol), c (1.251 g, 3.7765 mmol)를 넣고 가열하며 교반하였다. 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 69mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 91mg)를 넣고 100 ℃ 조건 하에 12시간 동안 반응 시켰다. 이 용액을 물에 부어 넣고 클로로포름 (chloroform)으로 추출한 뒤 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여의 물을 제거하였다. 용매를 제거하고 실리카 컬럼(silica column, eluent;Hx/MC)을 통해서 얻었다.
수율: 57 %
(2) 500 ml 의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 1(1.0 g, 1.99 mmol)을 넣고 녹인 뒤 -78 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 2M 리튬디이소프로필아미드(LDA; Lithium diisopropylamide in THF, 2.29ml, 4.59 mmol)을 천천히 넣고, 1 시간 동안 상온에서 교반하였다. 이 용액에 테트라하이드로퓨란(THF) 에 녹아있는 1M 트라이메틸틴클로라이드 (1M Trimethyltinchloride in THF, 4.59 ml, 4.59 mmol)을 한 번에 넣고 18 시간 교반하였다. 이 용액에 물을 부어 넣고, 메틸렌클로라이드 (MC)로 추출한 뒤, 황산마그네슘(MgSO4)(Magnesium sulfate)로 잔여의 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 메틸렌클로라이드/에탄올 (MC/ethanol)로 재결정하여 결정의 고체를 얻었다.
수율: 70 %
실시예 14.
Figure pat00066
[공중합체 7]
Figure pat00067
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 H-1 (0.3539 g, 0.3044 mmol), 화학식 C-1 (0.4500g, 0.3044 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 8 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 20 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 48 %
실시예 15.
[화학식 I-1]
Figure pat00068
200 ml의 테트라하이드로퓨란 (THF)에 2,5-다이브로모티오펜(2,5-Dibromothiophene, 9.68 g, 40.0 mmol)을 넣고 녹인 뒤 -78 ℃까지 온도를 낮추었다. 이 온도에서 헥산(hexane)에 녹아있는 1.6M n-부틸리튬(n-BuLi; 1.6M n-Butyllithium in hexane, 55ml, 88mmol)을 천천히 넣고, 1시간 동안 교반하였다. 그 후 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹아있는 1M 트라이메틸틴클로라이드 (1M Trimethyltinchloride in THF, 100ml, 100 mmol)을 한 번에 넣고 상온으로 온도를 높인 후 12시간 동안 교반하였다. 이 용액을 얼음에 부어 넣고, 다이에틸 에테르 (Diethyl ether)로 3번 추출한 뒤, 물로 3번 씻어주고, 황산마그네슘(MgSO4:Magnesium sulfate)로 잔여 물을 제거하였다. 남은 용액을 감압하에 용매를 제거하고 메탄올 (Methanol)로 재결정하여 하얀 고체를 얻었다.
수율: 73.1 %
도 18은 화학식 I-1의 NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
실시예 16.
Figure pat00069
[공중합체 8]
Figure pat00070
마이크로 웨이브 리엑터 바이알(Microwave reactor vial)에 클로로벤젠(Chlorobenzene) 18 ml, 화학식 I-1 (0.1244 g, 0.3044 mmol), 화학식 C-1 (0.4500g, 0.3044 mmol), 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 (Pd2(dba)3; Tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), 8 mg), 트라이-(오-톨릴)포스핀 (Tri-(o-tolyl)phosphine, 20 mg)을 넣고 170 ℃ 조건 하에 1시간 동안 반응 시켰다. 혼합물을 실온까지 냉각하여 메탄올에 부은 후 고체를 걸러 아세톤, 헥산, 메틸렌클로라이드, 클로로폼에 석슐렛 추출(Soxhlet extraction)한 다음, 클로로폼 부분을 다시 메탄올에 침전시켜 고체를 걸러내었다.
수율: 44 %
실험예 1.
상기 공중합체 1과 PCBM을 1:2로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합용액(composit solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 2.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양전지는 ITO/PEDOT:PSS/광활성층/Al의 구조로 하였다. ITO가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10분 동안 오존 처리한 후 45 nm 두께로 PEDOT:PSS(baytrom P)를 스핀코팅하여 120 ℃에서 10분 동안 열처리하였다. 광활성층의 코팅을 위해서는 화합물-PCBM 복합용액을 0.45 μm PP 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀코팅하여, 3x10-8 torr 진공 하에서 열 증발기(thermal evaporator)를 이용하여 200 nm 두께로 Al을 증착하여 유기 태양전지를 제조하였다.
활성층 Voc(V) Jsc(mA/cm2) FF(%) PCE(%)
실험예 1 공중합체 1 :PC60BM
= 1:2		 0.838 11.93 0.702 7.02
표 1에서 Voc는 개방전압을, Jsc는 단락전류를, FF는 충전율(Fill factor)를, PCE는 에너지 변환 효율을 의미한다. 개방전압과 단락전류는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4사분면에서 X축과 Y축 절편이며, 이 두 값이 높을수록 태양전지의 효율은 바람직하게 높아진다. 또한 충전율(Fill factor)은 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 넓이를 단락전류와 개방전압의 곱으로 나눈 값이다. 이 세 가지 값을 조사된 빛의 세기로 나누면 에너지 변환 효율을 구할 수 있으며, 높은 값일수록 바람직하다.
도 10은 실시예 4에서 제조한 공중합체 1을 이용한 유기 태양 전지의 전압에 따른 전류 밀도를 나타낸 도이다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 제1 단위; 및
    상기 제1 단위와 상이한 제2 단위를 포함하는 공중합체:
    [화학식 1]
    Figure pat00071

    화학식 1에 있어서,
    X1 내지 X6은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRR', NR, O, SiRR', PR, S, GeRR', Se 또는 Te이고,
    Y1 내지 Y4는 서로 동일하서나 상이하고, 각각 독립적으로 CR", N, SiR", P 또는 GeR"이며,
    R1 및 R10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기이고,
    R', R", R"', R2 내지 R9는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트로기; 시아노기; 카복실산기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 카보닐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 에스터기; 치환 또는 비치환된 아미드기; 치환 또는 비치환된 에테르기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
    Z1 및 Z2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CH 또는 N이고,
    제2 단위는 치환 또는 비치환된 2가의 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 단위는 하기 구조 중 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하는 것인 공중합체:
    Figure pat00072

    Figure pat00073

    Figure pat00074

    Figure pat00075

    상기 구조에 있어서,
    X10 내지 X32는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이고,
    Y10 내지 Y17는 서로 동일하서나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이며,
    Ra, Rb, Rc 및 R11 내지 R42는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트로기; 시아노기; 카복실산기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 카보닐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 에스터기; 치환 또는 비치환된 아미드기; 치환 또는 비치환된 에테르기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    R3, R4, R7 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기인 것인 공중합체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    R3, R4, R7 및 R8은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기; 또는 치환 또는 비치환된 싸이오펜기인 것인 공중합체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공중합체는 하기 화학식 1-1 내지 1-6 중 선택되는 1 또는 2 이상의 단위를 포함하는 것인 공중합체:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00076

    [화학식 1-2]
    Figure pat00077

    [화학식 1-3]
    Figure pat00078

    [화학식 1-4]
    Figure pat00079

    [화학식 1-5]
    Figure pat00080

    [화학식 1-6]
    Figure pat00081

    [화학식 1-7]
    Figure pat00082

    화학식 1-1 내지 1-7에 있어서,
    X1 내지 X6, Y1 내지 Y4, R1 및 R10은 화학식 1의 정의와 동일하고,
    X10 내지 X17 및 X28 내지 X35은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRaRb, NRa, O, SiRaRb, PRa, S, GeRaRb, Se 또는 Te이며,
    Y10, Y11, Y16 및 Y17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRc, N, SiRc, P 또는 GeRc이고,
    Q1 내지 Q10은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se 또는 Te이고,
    a, a', b, b', c, c', d 및 d'는 각각 1 내지 5의 정수이며,
    e, e', f, f', g, g', h, h', i 및 i'는 각각 1 내지 3의 정수이고,
    a, a', b, b', c, c', d, d', e, e', f, f', g, g', h, h', i 및 i'가 각각 2 이상의 정수인 경우, 2 이상 각각의 S1 내지 S18은 서로 동일하거나 상이하며,
    l 및 m은 각각 0 내지 3의 정수이고,
    l 및 m이 각각 2 이상의 정수인 경우, 2 이상의 각각의 괄호내의 구조는 서로 동일하거나 상이하며,
    Ra, Rb, Rc, R19 내지 R22, R41 내지 R48 및 S1 내지 S18은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 니트로기; 시아노기; 카복실산기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 카보닐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 알릴기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 에스터기; 치환 또는 비치환된 아미드기; 치환 또는 비치환된 에테르기; 치환 또는 비치환된 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 공중합체는 하기 공중합체 1 내지 8 중 어느 하나로 표시되는 것인 공중합체:
    [공중합체 1]
    Figure pat00083

    [공중합체 2]
    Figure pat00084

    [공중합체 3]
    Figure pat00085

    [공중합체 4]
    Figure pat00086

    [공중합체 5]
    Figure pat00087

    [공중합체 6]
    Figure pat00088

    [공중합체 7]
    Figure pat00089

    [공중합체 8]
    Figure pat00090

    n은 1 내지 10,000의 정수이다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 공중합체의 수평균 분자량은 500 g/mol 내지 1,000,000 g/mol인 공중합체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 공중합체의 분자량 분포는 1 내지 100인 공중합체.
  9. 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 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.
  10. 청구항 9에 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.
  11. 청구항 9에 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.
  12. 청구항 9에 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.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성하는 것인 유기 태양 전지.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 광활성층은 n형 유기물층 및 p형 유기물층을 포함하는 이층 박막(bilayer)구조이며,
    상기 p형 유기물층은 상기 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 유기 태양 전지는 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 전하발생층, 전자차단층, 전자주입층 및 전자수송층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 유기물층을 더 포함하는 것인 유기 태양 전지.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106750197A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 华南理工大学 基于单氟取代苯并杂环的区域规整三元共聚物及其应用
WO2017107573A1 (zh) * 2015-12-23 2017-06-29 北京大学 基于七并稠环单元的共轭大分子及其制备方法和在太阳能电池中的应用
WO2018070679A1 (ko) * 2016-10-13 2018-04-19 주식회사 엘지화학 유기트랜지스터 및 가스센서
KR20180041056A (ko) * 2016-10-13 2018-04-23 주식회사 엘지화학 유기트랜지스터 및 가스센서
CN109464677A (zh) * 2018-11-07 2019-03-15 南京邮电大学 一种用于肿瘤靶向诊疗的近红外光控纳米颗粒及制备方法
US10312446B2 (en) 2016-06-30 2019-06-04 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Conductive polymers, the organic photovoltaic cell comprising the same, and the synthesis thereof
KR20190142948A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 주식회사 엘지화학 중합체, 이를 포함하는 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양 전지
KR20200003710A (ko) * 2018-07-02 2020-01-10 주식회사 엘지화학 중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Yong Zhang, Shang-Chieh Chien, Kung-Shih Chen, Hin-Lap Yip, Ying Sun, Joshua A. Davies, Fang-Chung Chenb and Alex K.-Y. Jen., Chem. Commun., 2011, 47, 11026-11028
Yun-Xiang Xu, Chu-Chen Chueh, Hin-Lap Yip, Fei-Zhi Ding, Yong-XiLi, Chang-Zhi Li, Xiaosong Li, Wen-Chang Chen, and Alex K.-Y. Jen, Adv. Mater. 2012, 24, 6356-6361

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017107573A1 (zh) * 2015-12-23 2017-06-29 北京大学 基于七并稠环单元的共轭大分子及其制备方法和在太阳能电池中的应用
US10312446B2 (en) 2016-06-30 2019-06-04 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Conductive polymers, the organic photovoltaic cell comprising the same, and the synthesis thereof
WO2018070679A1 (ko) * 2016-10-13 2018-04-19 주식회사 엘지화학 유기트랜지스터 및 가스센서
KR20180041056A (ko) * 2016-10-13 2018-04-23 주식회사 엘지화학 유기트랜지스터 및 가스센서
CN106750197A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 华南理工大学 基于单氟取代苯并杂环的区域规整三元共聚物及其应用
KR20190142948A (ko) * 2018-06-19 2019-12-30 주식회사 엘지화학 중합체, 이를 포함하는 조성물 및 이를 포함하는 유기 태양 전지
KR20200003710A (ko) * 2018-07-02 2020-01-10 주식회사 엘지화학 중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지
CN109464677A (zh) * 2018-11-07 2019-03-15 南京邮电大学 一种用于肿瘤靶向诊疗的近红外光控纳米颗粒及制备方法

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