KR20160045861A - 유기 헤테로접합 태양 전지를 위한 새로운 흡수제 - Google Patents
유기 헤테로접합 태양 전지를 위한 새로운 흡수제 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160045861A KR20160045861A KR1020167007545A KR20167007545A KR20160045861A KR 20160045861 A KR20160045861 A KR 20160045861A KR 1020167007545 A KR1020167007545 A KR 1020167007545A KR 20167007545 A KR20167007545 A KR 20167007545A KR 20160045861 A KR20160045861 A KR 20160045861A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- carbon atoms
- substituted
- unsubstituted
- formula
- aryl
- Prior art date
Links
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 168
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 71
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 123
- -1 dicyanovinyl Chemical group 0.000 claims description 94
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 48
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 45
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 35
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 claims description 19
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 claims description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 125000003107 substituted aryl group Chemical group 0.000 claims description 13
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 125000005346 substituted cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 10
- 125000005017 substituted alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 9
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000002943 quinolinyl group Chemical group N1=C(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 claims description 7
- 125000004426 substituted alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910004013 NO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000003413 spiro compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 101100440696 Caenorhabditis elegans cor-1 gene Proteins 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical class C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000005427 anthranyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000000335 thiazolyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 156
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 69
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 13
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 13
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 11
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 8
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 6
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 6
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003739 carbamimidoyl group Chemical group C(N)(=N)* 0.000 description 6
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 6
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 6
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- CXZRDVVUVDYSCQ-UHFFFAOYSA-M pyronin B Chemical compound [Cl-].C1=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC3=CC(N(CC)CC)=CC=C3C=C21 CXZRDVVUVDYSCQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- YSUIQYOGTINQIN-UZFYAQMZSA-N 2-amino-9-[(1S,6R,8R,9S,10R,15R,17R,18R)-8-(6-aminopurin-9-yl)-9,18-difluoro-3,12-dihydroxy-3,12-bis(sulfanylidene)-2,4,7,11,13,16-hexaoxa-3lambda5,12lambda5-diphosphatricyclo[13.2.1.06,10]octadecan-17-yl]-1H-purin-6-one Chemical compound NC1=NC2=C(N=CN2[C@@H]2O[C@@H]3COP(S)(=O)O[C@@H]4[C@@H](COP(S)(=O)O[C@@H]2[C@@H]3F)O[C@H]([C@H]4F)N2C=NC3=C2N=CN=C3N)C(=O)N1 YSUIQYOGTINQIN-UZFYAQMZSA-N 0.000 description 3
- PJRGDKFLFAYRBV-UHFFFAOYSA-N 2-phenylthiophene Chemical group C1=CSC(C=2C=CC=CC=2)=C1 PJRGDKFLFAYRBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZCAPDAJQDNCVAE-UHFFFAOYSA-N 5,6,7,8,14,15,16,17,23,24,25,26,32,33,34,35-hexadecafluoro-2,11,20,29,37,38,39,40-octazanonacyclo[28.6.1.13,10.112,19.121,28.04,9.013,18.022,27.031,36]tetraconta-1,3,5,7,9,11,13(18),14,16,19,21(38),22(27),23,25,28,30(37),31(36),32,34-nonadecaene Chemical compound C12=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C2C(N=C2NC(C3=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C(F)=C(F)C(F)=C(F)C1=1)=NC=1N=C1[C]3C(F)=C(F)C(F)=C(F)C3=C2N1 ZCAPDAJQDNCVAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- PQAXGPJSVFSKAI-UHFFFAOYSA-N hexadecachlorophthalocyanine Chemical compound C12=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C2C(N=C2NC(C3=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C1=1)=NC=1N=C1[C]3C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C3=C2N1 PQAXGPJSVFSKAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 3
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 3
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 3
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 3
- 125000001412 tetrahydropyranyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 3
- RUFPHBVGCFYCNW-UHFFFAOYSA-N 1-naphthylamine Chemical compound C1=CC=C2C(N)=CC=CC2=C1 RUFPHBVGCFYCNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C=12C=CC3=C(C=4C=CC=CC=4)C=C(C)N=C3C2=NC(C)=CC=1C1=CC=CC=C1 STTGYIUESPWXOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVTJUIAKQFIXCE-HUKYDQBMSA-N 2-amino-9-[(2R,3S,4S,5R)-4-fluoro-3-hydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]-7-prop-2-ynyl-1H-purine-6,8-dione Chemical compound NC=1NC(C=2N(C(N(C=2N=1)[C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H]1O)F)CO)=O)CC#C)=O TVTJUIAKQFIXCE-HUKYDQBMSA-N 0.000 description 2
- NXVNUSIHWZLMGF-UHFFFAOYSA-N 4-phenyl-N-(4-phenylphenyl)-N-[4-[9-[4-(4-phenyl-N-(4-phenylphenyl)anilino)phenyl]fluoren-9-yl]phenyl]aniline Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=C(N(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C2(C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=C1 NXVNUSIHWZLMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940125851 compound 27 Drugs 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 2
- 125000000040 m-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C(=C1[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 2
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940043267 rhodamine b Drugs 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 2
- 125000003718 tetrahydrofuranyl group Chemical group 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YYGNTYWPHWGJRM-UHFFFAOYSA-N (6E,10E,14E,18E)-2,6,10,15,19,23-hexamethyltetracosa-2,6,10,14,18,22-hexaene Chemical compound CC(C)=CCCC(C)=CCCC(C)=CCCC=C(C)CCC=C(C)CCC=C(C)C YYGNTYWPHWGJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006570 (C5-C6) heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001766 1,2,4-oxadiazol-3-yl group Chemical group [H]C1=NC(*)=NO1 0.000 description 1
- 125000004505 1,2,4-oxadiazol-5-yl group Chemical group O1N=CN=C1* 0.000 description 1
- 125000004515 1,2,4-thiadiazol-3-yl group Chemical group S1N=C(N=C1)* 0.000 description 1
- 125000004516 1,2,4-thiadiazol-5-yl group Chemical group S1N=CN=C1* 0.000 description 1
- RMSGQZDGSZOJMU-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-2-phenylbenzene Chemical group CCCCC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 RMSGQZDGSZOJMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001462 1-pyrrolyl group Chemical group [*]N1C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- ABFKYPFPQRDCGM-UHFFFAOYSA-N 14832-14-5 Chemical compound [Cu+2].[N-]1C(N=C2C3=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C3C(N=C3C4=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C4C(=N4)[N-]3)=N2)=C(C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C2Cl)C2=C1N=C1C2=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C2C4=N1 ABFKYPFPQRDCGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 1H-indene Natural products C1=CC=C2CC=CC2=C1 YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNFRDFNNAQQIKW-UHFFFAOYSA-N 1h-imidazole;perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid Chemical compound C1=CNC=N1.C1=CNC=N1.C=12C3=CC=C(C(O)=O)C2=C(C(O)=O)C=CC=1C1=CC=C(C(O)=O)C2=C1C3=CC=C2C(=O)O DNFRDFNNAQQIKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 2-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n,2-n-triphenylbenzene-1,2-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C(=CC=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004105 2-pyridyl group Chemical group N1=C([*])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000000175 2-thienyl group Chemical group S1C([*])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003349 3-pyridyl group Chemical group N1=C([H])C([*])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=NC2=C1C=CC1=C(C=3C=CC=CC=3)C=CN=C21 DHDHJYNTEFLIHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004860 4-ethylphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWDWFSXUQODZGW-UHFFFAOYSA-N 5-thiazolyl Chemical group [C]1=CN=CS1 CWDWFSXUQODZGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHEOSNUKNHRBNM-UHFFFAOYSA-N Tetramethylsqualene Natural products CC(=C)C(C)CCC(=C)C(C)CCC(C)=CCCC=C(C)CCC(C)C(=C)CCC(C)C(C)=C BHEOSNUKNHRBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004603 benzisoxazolyl group Chemical group O1N=C(C2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000000499 benzofuranyl group Chemical group O1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000001164 benzothiazolyl group Chemical group S1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004196 benzothienyl group Chemical group S1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000003354 benzotriazolyl group Chemical group N1N=NC2=C1C=CC=C2* 0.000 description 1
- 125000004622 benzoxazinyl group Chemical group O1NC(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004541 benzoxazolyl group Chemical group O1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N benzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC=C1 PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- HRMZHHVYXPJJLN-UHFFFAOYSA-N cadmium;selanylideneindium Chemical compound [Cd].[In]=[Se] HRMZHHVYXPJJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 125000002676 chrysenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=C4C=CC=CC4=C3C=CC12)* 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000582 cycloheptyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000640 cyclooctyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 125000005509 dibenzothiophenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000723 dihydrobenzofuranyl group Chemical group O1C(CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000004611 dihydroisoindolyl group Chemical group C1(NCC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000005045 dihydroisoquinolinyl group Chemical group C1(NC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000005044 dihydroquinolinyl group Chemical group N1(CC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- 125000000532 dioxanyl group Chemical group 0.000 description 1
- PRAKJMSDJKAYCZ-UHFFFAOYSA-N dodecahydrosqualene Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C PRAKJMSDJKAYCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- DQYBDCGIPTYXML-UHFFFAOYSA-N ethoxyethane;hydrate Chemical compound O.CCOCC DQYBDCGIPTYXML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004404 heteroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002962 imidazol-1-yl group Chemical group [*]N1C([H])=NC([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000002140 imidazol-4-yl group Chemical group [H]N1C([H])=NC([*])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000002632 imidazolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003454 indenyl group Chemical group C1(C=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003406 indolizinyl group Chemical group C=1(C=CN2C=CC=CC12)* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001977 isobenzofuranyl group Chemical group C=1(OC=C2C=CC=CC12)* 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000904 isoindolyl group Chemical group C=1(NC=C2C=CC=CC12)* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002183 isoquinolinyl group Chemical group C1(=NC=CC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- ZLTPDFXIESTBQG-UHFFFAOYSA-N isothiazole Chemical compound C=1C=NSC=1 ZLTPDFXIESTBQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M merocyanine Chemical compound [Na+].O=C1N(CCCC)C(=O)N(CCCC)C(=O)C1=C\C=C\C=C/1N(CCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=CC=C2O\1 DZVCFNFOPIZQKX-LTHRDKTGSA-M 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002757 morpholinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 125000003261 o-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 125000000160 oxazolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001037 p-tolyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- FZYQHMHIALEGMG-MVOHYUIRSA-N pcbb Chemical compound CCCCOC(=O)CCCC1([C@]23C4=C5C=CC6=C7C=CC8=C9C=CC%10=C%11C=CC%12=C(C=C4)[C@]31C1=C3C4=C2C5=C6C=2C7=C8C5=C9C%10=C(C3=C5C4=2)C%11=C%121)C1=CC=CC=C1 FZYQHMHIALEGMG-MVOHYUIRSA-N 0.000 description 1
- BRVSNRNVRFLFLL-HQSVLGJOSA-N pcbo Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)CCCC1([C@]23C4=C5C=CC6=C7C=CC8=C9C=CC%10=C%11C=CC%12=C(C=C4)[C@]31C1=C3C4=C2C5=C6C=2C7=C8C5=C9C%10=C(C3=C5C4=2)C%11=C%121)C1=CC=CC=C1 BRVSNRNVRFLFLL-HQSVLGJOSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- 125000001792 phenanthrenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C=CC12)* 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 1
- 125000004307 pyrazin-2-yl group Chemical group [H]C1=C([H])N=C(*)C([H])=N1 0.000 description 1
- 125000004353 pyrazol-1-yl group Chemical group [H]C1=NN(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000004289 pyrazol-3-yl group Chemical group [H]N1N=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003072 pyrazolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001725 pyrenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000246 pyrimidin-2-yl group Chemical group [H]C1=NC(*)=NC([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000004527 pyrimidin-4-yl group Chemical group N1=CN=C(C=C1)* 0.000 description 1
- 125000004528 pyrimidin-5-yl group Chemical group N1=CN=CC(=C1)* 0.000 description 1
- 125000000719 pyrrolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229940031439 squalene Drugs 0.000 description 1
- TUHBEKDERLKLEC-UHFFFAOYSA-N squalene Natural products CC(=CCCC(=CCCC(=CCCC=C(/C)CCC=C(/C)CC=C(C)C)C)C)C TUHBEKDERLKLEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001935 tetracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C12)* 0.000 description 1
- UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N tetrachloro-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(Cl)=C(Cl)C1=O UGNWTBMOAKPKBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004632 tetrahydrothiopyranyl group Chemical group S1C(CCCC1)* 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000001984 thiazolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004588 thienopyridyl group Chemical group S1C(=CC2=C1C=CC=N2)* 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J tin(iv) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[Sn+4] YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L51/4253—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
- C07D487/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D487/04—Ortho-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D498/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D498/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D498/04—Ortho-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D498/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D498/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains four or more hetero rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D513/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for in groups C07D463/00, C07D477/00 or C07D499/00 - C07D507/00
- C07D513/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for in groups C07D463/00, C07D477/00 or C07D499/00 - C07D507/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D513/04—Ortho-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D513/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for in groups C07D463/00, C07D477/00 or C07D499/00 - C07D507/00
- C07D513/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for in groups C07D463/00, C07D477/00 or C07D499/00 - C07D507/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D519/00—Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/0803—Compounds with Si-C or Si-Si linkages
- C07F7/081—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te
- C07F7/0812—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring
- C07F7/0816—Compounds with Si-C or Si-Si linkages comprising at least one atom selected from the elements N, O, halogen, S, Se or Te comprising a heterocyclic ring said ring comprising Si as a ring atom
-
- H01L51/0071—
-
- H01L51/0072—
-
- H01L51/4213—
-
- H01L51/4246—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/40—Organosilicon compounds, e.g. TIPS pentacene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/655—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only sulfur as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L2031/0344—Organic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene
- H10K2102/101—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO]
- H10K2102/103—Transparent electrodes, e.g. using graphene comprising transparent conductive oxides [TCO] comprising indium oxides, e.g. ITO
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/20—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising organic-organic junctions, e.g. donor-acceptor junctions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
- H10K30/353—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains comprising blocking layers, e.g. exciton blocking layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
- H10K30/57—Photovoltaic [PV] devices comprising multiple junctions, e.g. tandem PV cells
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
본 발명은, 도너 물질 및 어셉터 물질을 포함하는 광활성 재료뿐만 아니라 상기 광활성 재료를 포함하는 유기 태양 전지 또는 광검출기에 관한 것으로서, 상기 도너 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되거나, 상기 어셉터 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되거나, 상기 도너 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되고 상기 어셉터 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되되, 두 화합물이 동일하지 않다. 본 발명은 또한, 상기 광활성 재료를 포함하는 유기 태양 전지 둘 이상을 포함하거나 이로 구성되는 광전 변환 장치 및 화학식 (I)의 화합물, 광활성 재료에서의 도너 물질 또는 어셉터 물질로서의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 도너 물질 및 어셉터 물질을 포함하는 광활성 재료뿐만 아니라 상기 광활성 재료를 포함하는 유기 태양 전지 또는 광검출기에 관한 것으로서, 상기 도너 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되거나, 상기 어셉터 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되거나, 상기 도너 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되고 상기 어셉터 물질이 화학식 (I)의 화합물 하나 이상을 포함하거나 이로 구성되되, 두 화합물이 동일하지 않은 것이다. 본 발명은 또한, 상기 광활성 재료를 포함하는 유기 태양 전지 둘 이상을 포함하거나 이로 구성되는 광전 변환 장치, 및 화학식 (I)의 화합물의, 광활성 재료에서의 도너 물질 또는 어셉터 물질로서의 용도에 관한 것이다.
세계 에너지 수요의 증가와 미래를 위한 청정하고 지속가능한 에너지 해결책에 대한 관심이 증가함에 따라 사람들은 재생가능한 자원으로부터의 에너지 생성에 많은 관심을 갖고 연구하고 있다. 화석 원자재는 감소하고 이 원자재의 연소로 CO2가 형성되어 온실가스로서 작용하기 때문에, 태양광으로부터의 직접적인 에너지 생산의 역할이 중요해지고 있다. 이용가능한 모든 재생가능한 에너지 자원 중에서, 태양은 우리의 현재와 미래의 에너지 수요를 충족시키는데 필요한 것보다 훨씬 많은 양의 풍부한 에너지를 제공하기 때문에, 광전 공정 또는 태양광을 전기로 전환하는 공정이 가장 중요하다.
"광전 공정"은 복사 에너지(주로 태양 에너지)의 전기 에너지로의 직접적인 전환을 의미하는 것으로 이해된다. 태양광을 활용하는 전통적인 방법은 규소(단결정질, 다결정질 또는 비정질 규소의 형태)로 전형적으로 만든 태양 전지를 이용하거나, 박막 기술, 예컨대 CdTe, ClGS, 등을 사용하는 것이다. 에너지 전환 공정의 고 비용, 원자재의 한정된 이용성 및 몇몇 사용 재료(예컨대 Cd)의 독성과 같은 요인이, 태양광의 엄청난 잠재력을 이용하는데 있어서 이들의 광범위한 사용을 방해한다.
태양 에너지 전환을 위한 하나의 유망한 대안적인 접근은 광전지 산업에 사용되는 전통적인 무기 재료 대신 유기 탄소계 재료를 사용하는 것이다. 이 목적을 위해 사용될 수 있는 탄소계 재료 또는 이른바 유기 염료는 전통적인 무기물보다 몇몇 유리한 이점을 갖고 있다. 예를 들어, 강한 광 흡수제인 유기 염료는 이들의 무기 대응물보다 더 효율적으로 빛을 흡수할 수 있다. 이 결과로, 태양 전지를 제조하는데 단지 소량의 재료만이 필요하다. 또한 이들은 가공하기 쉽고, 유기 염료의 박층은 습식 인쇄 또는 열 증착법에 의해 쉽게 형성될 수 있다.
무기 태양 전지와 대조적으로, 유기 태양 전지에서 빛은 자유 전하 수송체를 유기 태양 전지 내에서 직접적으로 생성하지 않고, 여기자(exciton)(즉, 전자 정공 쌍 형태의 전기적으로 중성의 여기 상태)가 먼저 형성된다. 이 여기자는 오직 아주 강한 전기장에 의해 또는 적합한 인터페이스에서만 분리될 수 있다.
유기 태양 전지에서, 충분히 강한 전기장은 이용불가능하고, 따라서 유기 태양 전지에 대한 기존의 모든 개념은 광전지 인터페이스(유기 도너-어셉터 인터페이스 또는 무기 반도체에 대한 인터페이스)에서의 여기자 분리에 기반한다. 이 목적을 위해, 유기 재료의 용량에서 생성된 여기자가 이 광전지 인터페이스로 확산될 수 있어야 할 필요가 있다. 그러므로, 여기자의 활성 인터페이스로의 확산은 유기 태양 전지에서 중요한 역할을 한다. 광전류에 기여하기 위해, 우수한 유기 태양 전지 내 여기자 확산 길이는, 빛의 주요 부분이 이용될 수 있도록, 적어도 전형적인 광 투과 깊이의 크기 정도여야 한다. 유기 태양 전지의 효율은 이의 개방 회로 전압 Voc로 특징지어진다. 추가로 중요한 특성은 단락 전류 Isc, 충전율(fill factor) FF 및 최종 효율 η이다. 퍼센트 범위의 효율을 갖는 첫번째 유기 태양 전지는 1986년의 탕 등의 문헌 [CW. Tang et al., Appl . Phys. Lett. 1986, 48, 183]에 기재되어 있다. 이것은, 도너 물질(p형-반도체)로서 구리 프탈로시아닌(CuPc) 및 어셉터 물질(n형-반도체)로서 퍼릴렌-3,4,9,10-테트라카복실산 비스이미다졸(PTCBI)을 갖는 이층 시스템으로 구성된다.
유기 광전지의 현재 목표는, 규소 또는 다른 무기 반도체, 예컨대 카드뮴 인듐 셀레나이드 또는 카드뮴 텔루라이드로 구성된 태양 전지보다 훨씬 덜 비싼 새로운 세대의 태양 전지를 제공하는 것이다. 이 목적을 위해, 적합한 반도체성 광-흡수 재료가 추가적으로 필요하다. 많은 양의 빛을 흡수하고 우수한 효율을 달성하는 한 방법은 광 흡수에 대해 상호보완적인 한 쌍의 반도체 물질(예컨대, 단파-흡수성 n형-반도체 및 장파-흡수성 p형-반도체를 포함함)을 이용하는 것이다. 이 개념은 또한 앞서말한 탕의 전지로 알려진 첫번째 유기 태양 전지의 기초이다.
많은 풀러렌 화합물이 빛을 약하게 흡수함에도 불구하고, 풀러렌 또는 풀러렌 유도체, 예컨대 C60 또는 C72가 n형-반도체로 사용되는 경우 효율적인 태양 전지가 제조될 수 있음이 밝혀졌다. 약-흡수성 반도체 물질을 사용할 때 두 태양 전지를 차례로 쌓는 것이 추가적으로 알려져있다. 이 경우, 한 전지는, 단파 복사선을 약하게 흡수하는 반도체와 이에 상호보완적인 반도체의 조합을 포함하고, 다른 전지는 장파 복사선을 약하게 흡수하는 반도체와 이에 상호보완적인 반도체의 조합을 포함한다. 이러한 탠덤 전지에서 풀러렌 또는 풀러렌 유도체와의 조합을 위해, 두 종의 적합한 p형-반도체가 필요하고, 이 중 하나는 단파 복사선을, 다른 하나는 장파 복사선을 흡수한다.
적합한 반도체 조합의 발견은 쉽지 않다. 탠덤 전지에서, 개별 성분의 개방 전압 Voc이 부가적인 특성이다. 총 전류는 최저 단락 전류 Isc를 갖는 성분 전지에 의해 제한된다. 따라서, 상기 개별 전지의 두 반도체 물질은 서로에 대해 정확하게 조절되어야 한다. 그러므로, 풀러렌 또는 풀러렌 유도체와 함께 유기 태양 전지에, 특히 높은 개방 전압과 허용 가능한 단락 전류를 갖는 탠덤 전지에 사용하기 위한, 장파를 흡수하는 p형-반도체성 유기 흡수제 물질에 대한 매우 큰 수요가 있다.
이에 비추어, 과학계에서는 광에너지 전환을 위한 대안 물질을 찾으려는 꾸준한 관심이 있어왔다. 따라서, 유기 (반도체성) 소분자 및 중합체 둘다를 포함하는 새로운 물질에 대한 지속적인 조사가 있어왔다. 공액 중합체와 비교할 때, 소분자 반도체는 유기 태양 전지 용도에서 몇몇의 고유한 이점을 제공한다. 이는 한정된 분자 구조를 갖는 단분산성(monodisperse)이고 또한 합성 및 정제하는 것이 용이하다. 새로운 소분자 유기 반도체에 대한 요구는, 프탈로시아닌, 포르피린, 메로시아닌, 유기 아센, 올리고티오펜, 스쿠아린, 릴렌, 헥사벤조코로넨, BODIPY 염료 등을 포함하는, 도너 물질로서의 몇몇 유기 염료 유형에 대한 조사로 이어졌다. 이 도너 또는 p-형 반도체성 흡수제 물질은, 이의 구조, 즉 도너(D), 도너-어셉터-도너(D-A-D), 어셉터-도너-어셉터(A-D-A), 도너-어셉터-도너-어셉터-도너(D-A-D-A-D) 및 어셉터-도너-어셉터-도너-어셉터(A-D-A-D-A) (이때 "D"는 전자 풍부 도너 부분을 나타내고, "A"는 전자 부족 어셉터 부분을 나타낸다)에 기초하여 추가로 더 분류될 수 있다. 상기 도너 및 어셉터 부분을 조심스럽게 선택함으로써, 이 분자의 광물리 특성 뿐만 아니라 전기적 특성을 조정하는 것이 가능하다.
다양한 유기 소분자 및 유기 태양 전지에서의 사용을 위해 조사된 장치 구조의 세부 요약은 문헌 ["Small molecule semiconductors for high-efficiency organic photovoltaics", Yuze Lin, Yongfang Lia and Xiaowei Zhan; Chem . Soc . Rev. 2012, 41, 4245-4272], ["Small molecule organic semiconductors on the move: Promises for future solar energy technology", Amaresh Mishra and Peter Baeuerle; Angew . Chem . Int . Ed. 2012, 51, 2020-2067] 및 ["Small-molecule solar cells-Status and perspectives", M. Riede, T. Muller, W Tress, R. Schueppel and K. Leo; Nanotechnology 2008, 19, 424001]에서 찾을 수 있다.
놀랍게도, 하기에 정의된 화학식 (I)의 화합물은 유기 광전지에서 전지 도너(p형-반도체, 정공(hole) 도체)로서 유리하게 적합하다는 것이 이제 밝혀졌다. 이는 전자 어셉터(n형-반도체, 전자 도체)로서 하나 이상의 풀러렌 화합물, 예컨대 C60과 조합하기에 특히 적합하다. 특히, 화학식 (I)의 화합물은 풀러렌 화합물(예컨대 C60)과 조합되어 장파 흡수 및 높은 개방 전압을 나타내기 때문에, 탠덤 전지에 사용하기에 적합하다는 것이 밝혀졌다. 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 광활성 재료를 포함하는 태양 전지는 향상된 효율을 보여준다.
본 발명의 첫번째 태양에 따르면, 도너 물질 및 어셉터 물질을 포함하는 광활성 재료가 제공되며, 이때
a. 상기 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되거나,
b. 상기 어셉터 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되거나,
c. 상기 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되고 상기 어셉터 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되되, 두 화합물이 동일하지 않다:
상기 식에서,
각각의 A 및 B는 서로 독립적으로, 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하는 5 또는 6 원 고리를 나타내고,
상기 각각의 고리 A 및 B는 서로 독립적으로
(i) 방향족이거나 헤테로방향족이고,
(ii) 비치환되거나 치환되고,
(iii) 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하지 않는 하나 이상의 추가의 고리와 융합되거나 융합되지 않거나, 또는 하나의 공통 원자에 의해 하나 이상의 추가의 고리와 연결되어 스피로 화합물을 제공하고,
X1 및 X2는 서로 독립적으로, 수소 및 치환기로 구성된 군으로부터 선택되고,
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로, O, S, NR1, PR1, Se 및 Te로 구성된 군으로부터 선택되며,
각각의 R1은 H, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다.
바람직하게는, 상기에 정의된 광활성 재료에서, 도너 물질 및 어셉터 물질은 도너-어셉터 이중층의 각 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부이다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상기에 정의된 본 발명에 따른 광활성 재료를 포함하는 유기 태양 전지 또는 광검출기가 제공된다.
추가적인 태양에서, 본 발명은 상기에 정의된 본 발명에 따른 유기 태양 전지를 둘 이상 포함하거나 이로 구성된 광전 변환 장치에 관한 것으로, 이때 상기 유기 태양 전지는 탠덤(tandem) 전지(다중-접합 태양 전지) 또는 역전된(inverted) 탠덤 전지로서 배치된다.
추가적인 태양에서, 본 발명은 상기에 정의된 화학식 (I)의 화합물의, 광활성 재료에서 도너 물질 또는 어셉터 물질로서의 용도로서, 바람직하게는 상기 광활성 재료는 도너-어셉터 이중층의 한 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부이다.
도 1은 일반 구조를 갖는 태양 전지를 보여준다.
도 2는 역 구조를 갖는 태양 전지를 보여준다.
도 3은 일반 구조를 갖고 벌크 헤테로접합 형태의 도너-어셉터 인터페이스를 갖는 태양 전지의 구조를 보여준다.
도 4는 역 구조를 갖고 벌크 헤테로접합 형태의 도너-어셉터 인터페이스를 갖는 태양 전지의 구조를 보여준다.
도 5는 탠덤 전지의 구조를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지의 전류 밀도-전압(J-V) 곡선을 보여준다.
도 7은 화학식 (I)에 따른 화합물 1의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지 장치 설정을 보여준다.
도 9는 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 26의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 27의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 11은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 79의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 2는 역 구조를 갖는 태양 전지를 보여준다.
도 3은 일반 구조를 갖고 벌크 헤테로접합 형태의 도너-어셉터 인터페이스를 갖는 태양 전지의 구조를 보여준다.
도 4는 역 구조를 갖고 벌크 헤테로접합 형태의 도너-어셉터 인터페이스를 갖는 태양 전지의 구조를 보여준다.
도 5는 탠덤 전지의 구조를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지의 전류 밀도-전압(J-V) 곡선을 보여준다.
도 7은 화학식 (I)에 따른 화합물 1의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지 장치 설정을 보여준다.
도 9는 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 26의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 27의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 11은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 79의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
본 발명에 문맥에서, 용어 "광활성 재료"는, 하나 이상의 정공-전도성 유기 물질(도너 물질, p형-반도체) 및 하나 이상의 전자-전도성 유기 물질(어셉터 물질, n형-반도체)에 의해 형성되는 광활성 헤테로접합을 갖는 재료를 나타낸다.
본 발명에 문맥에서, 유기 물질은, 헤테로접합에서의 광 흡수 및 전하 분리의 결과로 형성된 전하 수송체("광발생된 전하 수송체")가 정공의 형태로 재료 내에서 수송될 때 "정공-전도성"으로 지칭된다. 따라서, 유기 물질은, 광발생된 전하 수송체가 전자 형태로 재료 내에서 수송될 때 "전자-전도성"으로 지칭된다.
"헤테로접합"은 전자-전도성 및 정공-전도성 물질 사이의 인터페이스 구역을 나타낸다.
"광활성 헤테로접합"은 전자-전도성 및/또는 정공-전도성 물질("여기자")에서의 광흡수에 의해 여기 상태가 형성될 때의, 전자-전도성와 정공-전도성 물질 사이의 헤테로접합을 나타내는 것으로, 이들은 헤테로접합 구역에서 개별 전하 수송체(즉, 전자와 정공)로 분리되고, 그 후 차례로 전자-전도성 물질/정공-전도성 물질을 통해 전기적 접촉부(여기서, 전기 에너지가 배출될 수 있음)로 수송된다.
"플랫 헤테로접합"은, 전자-전도성 및 정공-전도성 물질이 두 물질 층(즉, 한 층은 전자-전도성 물질이고 다른 한 층은 정공-전도성 물질임), 다시 말해 이중층 배열 사이에서 본질적으로 응집성인 표면으로 형성될 때의, 전자-전도성 및 정공-전도성 물질 사이의 헤테로접합을 나타낸다 (참고문헌: [C. W. Tang. Appl . Phys. Lett. 1986, 48(2), 183-185] 또는 [N. Karl et al., Mol . Cryst. Lig . Cryst. 1994, 252, 243-258]).
"벌크 헤테로접합"은, 전자-전도성 물질 및 정공-전도성 물질이 서로 적어도 부분적으로 혼합되어 전자-전도성와 정공-전도성 물질 사이의 인터페이스가 물질 혼합물의 용량에 걸쳐 분포된 다수의 인터페이스 구역을 포함하도록 될 때의, 전자-전도성 및 정공-전도성 물질 사이의 헤테로접합을 나타낸다 (참고: [C. J. Brabec et al., Adv . Funct . Mater. 2001, 11(1), 15]).
본 발명의 문맥에서, 용어 "알킬"은 직쇄형 또는 분지형 알킬을 포함한다. 알킬은 바람직하게는 1 내지 24 개 탄소 원자, 더 바람직하게는 2 내지 12 개 탄소 원자 및 가장 바람직하게는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는다. 알킬기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실, n-옥타데실 및 n-에이코실이다.
치환된 알킬기는 알킬 사슬의 길이에 따라, 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는, 각각 독립적으로 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 불소, 염소, 브롬, 히드록실, 메르캅토, 시아노, 니트로, 니트로소, 포밀, 아실, 카복실레이트, 알킬카보닐옥시, 카바모일, 설포네이트, 설파미노, 설파미드 및 아미디노로부터 선택된다. 알킬기의 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴 및 헤테로아릴 치환기는 또한 비치환되거나 치환될 수 있고, 적합한 치환기는 상기에 언급한 치환기들이다.
비치환된 및 치환된 알킬에 따른 상기 언급은 비치환된 및 치환된 알킨일 뿐만 아니라 비치환된 및 치환된 알켄일에도 또한 적용할 수 있다.
본 발명의 문맥에서, "사이클로알킬"은 바람직하게는 3 내지 8 개 탄소 원자, 더 바람직하게는 5 또는 6 개 탄소 원자를 갖는 사이클로지방족기를 나타낸다. 사이클로알킬기의 예는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 사이클로옥틸이다.
치환된 사이클로알킬기는 고리 크기에 따라, 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는, 각각 독립적으로 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 불소, 염소, 브롬, 히드록실, 메르캅토, 시아노, 니트로, 니트로소, 포밀, 아실, 카복실레이트, 알킬카보닐옥시, 카바모일, 설포네이트, 설파미노, 설파미드 및 아미디노로부터 선택된다.
치환된 경우, 상기 사이클로알킬기는 바람직하게는 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 알킬기를 포함한다. 치환된 사이클로알킬기의 예는 2- 및 3-메틸-사이클로펜틸, 2- 및 3-에틸사이클로펜틸, 2-, 3- 및 4-메틸사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-에틸사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-프로필사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-이소프로필사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-부틸사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-sec-부틸사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-tert-부틸사이클로헥실, 2-, 3- 및 4-메틸사이클로헵틸, 2-, 3- 및 4-에틸사이클로헵틸, 2-, 3- 및 4-프로필사이클로헵틸, 2-, 3- 및 4-이소프로필사이클로헵틸, 2-, 3- 및 4-부틸사이클로헵틸, 2-, 3- 및 4-sec-부틸사이클로헵틸, 2-, 3- 및 4-tert-부틸사이클로헵틸, 2-, 3-, 4- 및 5-메틸사이클로옥틸, 2-, 3-, 4- 및 5-에틸사이클로옥틸 및 2-, 3-, 4- 및 5-프로필사이클로옥틸이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "아릴"은 바람직하게는 5 내지 30 개 탄소 원자, 더 바람직하게는 6 내지 14 개 탄소 원자, 가장 바람직하게는 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 단일 및 다중 고리형 방향족 탄화수소기를 포함한다. 아릴기의 예는 페닐, 나프틸, 인데닐, 플루오레닐, 안트라세닐, 페난트레닐, 나프타세닐, 크리세닐 및 피레닐이다.
치환된 아릴은 이의 고리 시스템의 수와 크기에 따라, 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는, 각각 독립적으로, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 불소, 염소, 브롬, 히드록실, 메르캅토, 시아노, 니트로, 니트로소, 포밀, 아실, 카복실레이트, 알킬카보닐옥시, 카바모일, 설포네이트, 설파미노, 설파미드 및 아미디노로부터 선택된다. 아릴기의 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴 및 헤테로아릴 치환기는 또한 비치환되거나 치환될 수 있고, 적합한 치환기는 상기에 언급한 치환기들이다.
치환된 경우, 상기 아릴기는 바람직하게는 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 알킬기를 포함한다. 치환된 사이클로알킬기의 예는 2-, 3- 및 4-메틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2-, 3- 및 4-에틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디에틸페닐, 2,4,6-트리에틸페닐, 2-, 3- 및 4-프로필페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디프로필페닐, 2,4,6-트리프로필페닐, 2-, 3- 및 4-이소프로필페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디이소프로필페닐, 2,4,6-트리이소프로필페닐, 2-, 3- 및 4-부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디부틸페닐, 2,4,6-트리부틸페닐, 2-, 3- 및 4-이소부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디이소부틸페닐, 2,4,6-트리이소부틸페닐, 2-, 3- 및 4-sec-부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디-sec-부틸페닐, 2,4,6-트리-sec-부틸페닐, 2-, 3- 및 4-tert-부틸페닐, 2,4-, 2,5-, 3,5- 및 2,6-디-tert-부틸페닐 및 2,4,6-트리-tert-부틸페닐이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "헤테로사이클로알킬"은 비방향족, 불포화된 또는 완전히 포화된, 바람직하게는 3 내지 8 개 고리 원자, 더 바람직하게는 5 또는 6 개 고리 원자를 포함하는 사이클로지방족기를 포함한다. 상기 헤테로사이클로알킬기에서, 1, 2, 3, 4 개 또는 4 개 초과의 고리 원자는 헤테로원자 또는 헤테로원자 함유 기로 대체될 수 있다. 상기 헤테로원자 또는 헤테로원자 함유 기는 바람직하게는 -O-, -S- 및 -NR-로부터 선택되고, 이때 R은 바람직하게는 수소, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴이다. 헤테로사이클로알킬은 비치환되거나 또는 임의적으로 하나 이상(예컨대 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 개)의 동일한 또는 상이한 치환기를 포함한다. 이들은 바람직하게는, 각각 독립적으로, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 불소, 염소, 브롬, 히드록실, 메르캅토, 시아노, 니트로, 니트로소, 포밀, 아실, 카복실레이트, 알킬카보닐옥시, 카바모일, 설포네이트, 설파미노, 설파미드 및 아미디노로부터 선택된다.
헤테로알킬기의 예는 피롤리디닐, 피페리디닐, 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐, 이미다졸리디닐, 피라졸리디닐, 옥사졸리디닐, 모르폴리디닐, 티아졸리디닐, 이소티아졸리디닐, 이소옥사졸리디닐, 피페라지닐, 테트라히드로티오페닐, 디히드로티엔-2-일, 테트라히드로퓨라닐, 디히드로퓨란-2-일, 테트라히드로피라닐, 1,2-옥사졸린-5-일, 1,3-옥사졸린-2-일 및 디옥사닐이다.
치환된 헤테로사이클로알킬기는 고리 크기에 따라, 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는, 각각 독립적으로 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 불소, 염소, 브롬, 히드록실, 메르캅토, 시아노, 니트로, 니트로소, 포밀, 아실, 카복실레이트, 알킬카보닐옥시, 카바모일, 설포네이트, 설파미노, 설파미드 및 아미디노로부터 선택된다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "헤테로아릴"은 헤테로방향족, 일환형 또는 다환형기를 포함한다. 이들은 고리 탄소 원자 뿐만 아니라 1, 2, 3, 4 개 또는 4 개 초과의 고리 헤테로원자를 갖는다. 상기 헤테로원자는 바람직하게는, 산소, 질소, 셀레늄 및 황으로부터 선택된다. 상기 헤테로아릴기는 바람직하게는 5 내지 28 개, 더 바람직하게는 6 내지 14 개 고리 원자를 갖는다.
일환형 헤테로아릴기는 바람직하게는 5 또는 6 원 헤테로아릴기, 예컨대 2-퓨릴(퓨란-2-일), 3-퓨릴(퓨란-3-일), 2-티에닐(티오펜-2-일), 3-티에닐(티오펜-3-일), 셀레노펜-2-일, 셀레노펜-3-일, 1H-피롤-2-일, 1H-피롤-3-일, 피롤-1-일, 이미다졸-2-일, 이미다졸-1-일, 이미다졸-4-일, 피라졸-1-일, 피라졸-3-일, 피라졸-4-일, 피라졸-5-일, 3-이소옥사졸릴, 4-이소옥사졸릴, 5-이소옥사졸릴, 3-이소티아졸릴, 4-이소티아졸릴, 5-이소티아졸릴, 2-옥사졸릴, 4-옥사졸릴, 5-옥사졸릴, 2-티아졸릴, 4-티아졸릴, 5-티아졸릴, 1,2,4-옥사디아졸-3-일, 1,2,4-옥사디아졸-5-일, 1,3,4-옥사디아졸-2-일, 1,2,4-티아졸-3-일, 1,2,4-티아디아졸-5-일, 1,3,4-티아디아졸-2-일, 4H-[1,2,4]-트리아졸-3-일, 1,3,4-트리아졸-2-일, 1,2,3-트리아졸-1-일, 1,2,4-트리아졸-1-일, 피리딘-2-일, 피리딘-3-일, 피리딘-4-일, 3-피리다지닐, 4-피리다지닐, 2-피리미디닐, 4-피리미디닐, 5-피리미디닐, 2-피라지닐, 1,3,5-트리아진-2-일 및 1,2,4-트리아진-3-일이다.
다환형 헤테로아릴기는 2, 3, 4 개 또는 4 개 초과의 융합된 고리를 갖는다. 상기 융합된 고리는 방향족, 포화된 또는 부분적으로 불포화될 수 있다. 다환형 헤테로아릴기의 예는 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 인돌리지닐, 벤조퓨라닐, 이소벤조퓨라닐, 벤조티오페닐, 벤조옥사졸릴, 벤즈이소옥사졸릴, 벤즈티아졸릴, 벤즈옥사디아졸릴, 벤즈옥사티아디아졸릴, 벤즈옥사지닐, 벤즈옥사피라졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤조트리아지닐, 벤조셀레노페닐, 티에노티오페닐, 티에노피리미딜, 티아졸로티아졸릴, 디벤조피롤릴(카바졸릴), 디벤조퓨라닐, 디벤조티오페닐, 나프토[2,3-b]티오페닐, 나프타[2,3-b]퓨릴, 디히드로인돌릴, 디히드로인돌리지닐, 디히드로이소인돌릴, 디히드로퀴놀리닐, 디히드로이소퀴놀리닐이다.
치환된 헤테로아릴기는 고리 크기에 따라, 하나 이상(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5 개 또는 5 개 초과)의 치환기를 가질 수 있다. 이들은 바람직하게는, 각각 독립적으로 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 불소, 염소, 브롬, 히드록실, 메르캅토, 시아노, 니트로, 니트로소, 포밀, 아실, 카복실레이트, 알킬카보닐옥시, 카바모일, 설포네이트, 설파미노, 설파미드 및 아미디노로부터 선택된다.
본 발명의 첫번째 태양에 따르면, 도너 물질 및 어셉터 물질을 포함하는 광활성 재료가 제공되며, 이때
a. 상기 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되거나,
b. 상기 어셉터 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되거나,
c. 상기 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되고 상기 어셉터 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되되, 두 화합물이 동일하지 않다:
상기 식에서,
각각의 A 및 B는 서로 독립적으로, 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하는 5 또는 6 원 고리를 나타내고,
상기 각각의 고리 A 및 B는 서로 독립적으로
(i) 방향족이거나 헤테로방향족이고,
(ii) 비치환되거나 치환되고,
(iii) 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하지 않는 하나 이상의 추가의 고리와 융합되거나 융합되지 않거나, 또는 하나의 공통 원자에 의해 하나 이상의 추가의 고리와 연결되어 스피로 화합물을 제공하고,
X1 및 X2는 서로 독립적으로, 수소 및 치환기로 구성된 군으로부터 선택되고,
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로, O, S, NR1, PR1, Se 및 Te로 구성된 군으로부터 선택되며,
각각의 R1은 H, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 문맥에서, 상기에 기재된 항목 a.가 바람직하다. 즉, 바람직하게는 본 발명의 광활성 재료에서 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 본 발명의 상기 도너 물질 및 어셉터 물질은 도너-어셉터 이중층의 한 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물에서 각각의 고리 A 및 B는 서로 독립적으로, (iii) 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하지 않는 하나 이상의 추가의 비치환되거나 치환된 고리와 융합되고, 이때, 상기 하나 이상의 추가의 고리는 서로 독립적으로 비방향족, 방향족 또는 헤테로방향족이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물에서 X1 및 X2는 서로 독립적으로, H, D, F, Cl, Br, I, NO2, CN, OH, C(O)OR1, OC(O)OR1, NR1C(O)NR2R3, C(O)NR2R3, S(O)R1, SO2R1, SO3R1, OSO3R1, COR1, SiR1R2R3, P(O)R1R2, P(O)OR1OR2, OR1, SR1, NR2R3, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 이때,
(i) R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로, H, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는
(ii) R1은 (i)에서 정의된 의미를 갖고, R2 및 R3가 함께 및 R2 및 R3와 연결된 원자와 조합되어, 방향족, 헤테로방향족 또는 지방족 5 내지 8 원 고리를 구성한다.
본 발명에 따르면, 더 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물에서 X1 및 X2는 서로 독립적으로, H, F, Cl, Br, I, NO2, CN, C(O)OR1, C(O)NR2R3, SiR1R2R3, 1 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 6 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 아릴, 치환기를 포함하는 6 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 아릴, 4 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴, 치환기를 포함하는 4 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 또한 바람직하게는 화학식 (I)에서, A 및 B는 독립적으로, 5 내지 30 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 아릴, 5 내지 30 개 탄소 원자를 갖는 치환된 아릴, 5 내지 28 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴, 5 내지 28 개 탄소 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고,
임의의 치환기는, 존재한다면, 치환기 Z1이고,
Z1은, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, F, Cl, Br, I, OR4, SR4, NR5R6, CN, NO2, C(O)R7, N=N-R5, SiR8R9R10, C≡C-R11, 6 내지 20개 탄소 원자를 갖는 비치환된 아릴, 치환기를 포함하는 6 내지 20 개 탄소 원자를 갖는 치환된 아릴, 4 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴 및 W로 구성된 군으로부터 선택되고, 이때,
R4, R5 및 R6는 서로 독립적으로, H, 1 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 알킬 및 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고,
R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로, H, OH, 1 내지 6 개 탄소 원자를 갖는 알킬, 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴, 1 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 O-알킬 및 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 0-아릴로 구성된 군으로부터 선택되고,
R11은 서로 독립적으로, 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴, 4 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 헤테로아릴, Si(1 내지 6 개 탄소 원자를 갖는 알킬)3 및 SiPh3로 구성된 군으로부터 선택되고,
W는 
이고, 여기서 n은 1, 2, 3 및 4로 구성된 군으로부터 선택되고, R12, R13 및 R14는 서로 독립적으로, H, CN, 1 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 알킬, 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴 및 4 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 특히 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물에서 X1 및 X2는 서로 독립적으로, H, F 및 Cl로 구성된 군으로부터 선택되고/선택되거나 Y1 및 Y2는 O 및 S로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 또한 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물에서 A 및 B는 서로 독립적으로, 페닐, 치환된 페닐, 나프틸, 치환된 나프틸, 바이페닐, 치환된 바이페닐, 터페닐, 치환된 터페닐, 안트라닐, 치환된 안트라닐, 피레닐, 치환된 피레닐, 페릴레닐, 치환된 페릴레닐, 티에닐, 치환된 티에닐, 피리딜, 치환된 피리딜, 퀴놀리닐, 치환된 퀴놀리닐, 바이티에닐, 치환된 바이티에닐, 터티에닐, 치환된 터티에닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고,
임의의 치환기는, 존재한다면, 치환기 Z2이고,
각각의 Z2은 서로 독립적으로, 1 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 알킬, 1 내지 6 개 탄소 원자를 갖는 0(알킬), F, Cl, CN, 다이시아노비닐, 시아노피리딜비닐, 시아노페닐비닐, 페닐, 나프틸, 티에닐, 바이티에닐 및 피리딜로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물에서 A 또는 B, 또는 A와 B 각각은, 서로 독립적으로,
로 구성된 군으로부터 선택되는 잔기에 존재하는 5 또는 6 원 고리를 나타내고,
상기 잔기에 존재하고 각각 A 또는 B를 서로 독립적으로 나타내는 각각의 5 내지 6 원 고리에서, 두 인접한 탄소 원자는 화학식 (I)에서 *로 표시한 탄소 원자와 동일하다.
이 상황은 2-페닐티오펜 잔기의 예를 이용하여 상세하게 설명된다. 하기에 나타낸 바와 같이, 2-페닐티오펜 잔기에서 페닐 고리 또는 티오펜 고리 중 하나는 각각 5 또는 6 원 고리 A 또는 B를 나타낼 수 있다. 또한, 각각의 5 또는 6 원 고리 A 또는 B에서, 두 인접한 탄소 원자가 화학식 (I)에서 *로 표시한 탄소 원자와 같아지도록 하는 두 가지의 가능한 방법이 존재한다. 따라서, 상기에 나타낸 2-페닐티오펜 잔기는 하기의 모든 구조 요소를 포괄하는 것으로 의도된다:
비슷한 방법으로, 상기에 나타낸 모든 다른 잔기는 실현가능한 모든 구조 요소를 포함하는 것으로 의도된다.
예시적인 화학식 (I)의 화합물이 하기에 있다:
상기에 정의된 화학식 (I)의 화합물은 광활성 재료에서 도너 물질 또는 어셉터 물질로서 사용하기에 특히 적합하며, 바람직하게는 상기 광활성 재료는 도너-어셉터 이중층의 한 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 상기에 정의된 본 발명의 광활성 재료는 하나 이상의 반도체 재료(들)를 추가로 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 상기에 정의된 광활성 재료는 도너 물질로서 화학식 (I)의 화합물을 하나 이상 포함하고, 이는 어셉터 물질로서 하나 이상의 풀러렌 또는 풀러렌 유도체, 예컨대 C60, C70, C84, 페닐-C61-부티르산 메틸 에스터([60]PCBM), 페닐-C71-부티르산 메틸 에스터([70]PCBM), 페닐-C85-부티르산 메틸 에스터([84]PCBM), 페닐-C61-부티르산 부틸 에스터([60]PCBB), 페닐-C61-부티르산 옥틸 에스터([60]PCBO), 티에닐-C61-부티르산 메틸 에스터([60]ThCBM), [6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스터 및 이들의 혼합물과 접촉된다. 특히 바람직하게는 C60, C70, [6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스터 및 이들의 혼합물이다. 또한, 어셉터 물질로서 3,4,9,10-퍼릴렌테트라카복실-비스벤즈이미다졸(PTCBI)이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 특히 바람직하게는, 상기에 기재된 광활성 재료는 도너 물질 및 어셉터 물질을 포함하고, 상기 도너 물질은 상기에 정의된 화학식 (I)의 화합물을 하나 이상 포함하거나 이로 구성되고,
상기 어셉터 물질은
(i) 바람직하게는 C60, C70 및 [6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스터로 구성된 군으로부터 선택되는, 풀러렌 및 풀러렌 유도체,
(ii) 3,4,9,10-퍼릴렌테트라카복실-비스벤즈이미다졸(PTCBI)
로 구성된 군으로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하거나 이로 구성된다.
본 발명은 또한, 상기에 정의된 광활성 물질을 포함하는 유기 태양 전지를 제공한다.
유기 태양 전지는 일반적으로 층 구조를 갖고, 일반적으로 적어도 애노드, 광활성 층 및 캐소드의 층들을 포함한다. 이 층들은 일반적으로 이 목적에 적합한 기재에 적용된다. 유기 태양 전지의 구조는 예를 들어, 미국 특허 제 2005/0098726호 및 미국 특허 제 2005/0224905호에 기재되어 있다.
본 발명의 유기 태양 전지는 광활성 재료를 하나 이상 포함한다. 광활성 재료는 도너 물질 및 어셉터 물질을 포함하고, 바람직하게는 상기 도너 물질 및 어셉터 물질은 도너-어셉터 이중층의 한 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부이다.
본 발명에 따르면 광활성 도너-어셉터 전이를 갖는 벌크 헤테로접합의 형태의 유기 태양 전지가 특히 바람직하다.
유기 태양 전지에 적합한 기재는 예를 들어, 산화물 물질, 중합체 및 이들의 조합이다. 바람직한 산화물 물질은 유리, 세라믹, SiO2, 석영 등으로부터 선택된다. 바람직한 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리올레핀 (예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌), 폴리에스터, 불화중합체, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리알킬 (메트)아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드 및 이들의 혼합물 및 복합체로부터 선택된다.
적합한 전극(캐소드, 애노드)는 원칙적으로 반도체, 금속 합금, 반도체 합금 및 이들의 조합이다. 바람직한 금속은 주기율표의 2, 8, 9, 10, 11 또는 13 족의 것, 예컨대 Pt, Au, Ag, Cu, Al, In, Mg 또는 Ca이다.
바람직한 반도체는 예를 들어, 도핑된 Si, 도핑된 Ge, 인듐 주석 산화물(ITO), 불화 주석 산화물(FTO), 갈륨 인듐 주석 산화물(GITO), 아연 인듐 주석 산화물(ZITO) 등이다. 바람직한 금속 합금은 예를 들어, Pt, Au, Ag, Cu 등에 기초한 합금이다. 특히 바람직하게는 Mg/Ag 합금이다.
광을 마주하는 전극에 사용되는 재료(일반 구조의 애노드, 역 구조의 캐소드)는 바람직하게는 입사광에 적어도 부분적으로 투과성인 재료이다. 이는 바람직하게는, 수송체 재료로서 유리 및/또는 투과성인 중합체를 갖는 전극을 포함한다. 수송체로 적합한 투과성인 중합체는 상기에 언급한 것, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 전기 접촉부 연결은 일반적으로 금속 층 및/또는 투과성인 전도성 옥사이드(TCO)를 이용하여 실행된다. 이는 바람직하게는 ITO, 도핑된 ITO, FTO(불소 도핑된 주석 산화물), AZO(알루미늄 도핑된 주석 산화물), ZnO, TiO2, Ag, Au, Pt를 포함한다. 접촉부 연결에는 특히 ITO가 바람직하다. 전기 접촉부 연결을 위해, 전도성 중합체, 예를 들어 폴리-3,4-알킬렌디옥시-티오펜, 예컨대 폴리-3,4-에틸렌옥시티오펜(PEDOT)을 사용하는 것도 가능하다.
광을 마주하는 전극은, 단지 최소의 광흡수를 야기하도록 충분히 얇지만 추출된 전하 수송체의 우수한 전하 수송이 가능하도록 충분히 두껍게 구성된다. 전극 층의 두께(수송체 물질 제외)는 바람직하게는 20 내지 200 ㎚ 범위 내이다.
광을 마주하지 않는 전극에 사용되는 재료(일반 구조의 캐소드, 역 구조의 애노드)는 입사광을 적어도 부분적으로 반사하는 재료이다. 이는 바람직하게는 Ag, Au, Al, Ca, Mg, In 및 이들의 혼합물의 금속 필름을 포함한다. 바람직한 혼합물은 Mg/Al이다. 전극 층의 두께는 바람직하게는 50 내지 300 ㎚ 범위 내이다.
광활성 구역은 상기에 정의된 광활성 재료를 포함하거나 이로 구성되는 하나 이상의 층을 포함하거나 이로 구성된다. 또한, 상기 광활성 구역은 추가적인 층을 하나 이상 가질 수 있다. 이는, 예를 들어 전자-전도성 특징을 갖는 층(전자 수송층, ETL), 임의의 복사선을 흡수할 필요가 없는 정공-전도성 물질을 포함하는 층(정공 수송층, HTL), 흡수해서는 안되는 여기자- 및 정공-차단층(예컨대 EBL) 및 증폭층으로부터 선택된다.
이 층에 적합한 재료는 하기에 상세히 기재되어 있다. 적합한 여기자- 및 정공-차단층은, 예를 들어 미국 특허 제 6,451,415 호에 기재되어 있다. 여기자-차단층에 적합한 재료는, 예를 들어 바토큐프로인(BCP), 4,4',4''-트리스[3-메틸페닐-N-페닐아미노]트리페닐아민(m-MTDATA) 또는 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)이다.
본 발명의 유기 태양 전지는 광활성 도너-어셉터 헤테로접합을 하나 이상 포함한다. 유기 물질의 광학적 여기는 여기자를 발생시킨다. 광전류가 발생하기 위해, 상기 전자-정공 쌍은 전형적으로 두 개의 상이한 접촉부 물질 사이의 도너-어셉터 인터페이스에서 분리되어야 한다. 이러한 인터페이스에서, 상기 도너 물질은 어셉터 물질과 헤테로접합을 형성한다. 전하가 분리되지 않으면, "켄칭(quenching)"으로도 알려진 공정으로, 입사광보다 낮은 에너지의 광의 방출에 의해 방사적으로 또는 열의 생성에 의해 비방사적으로, 재조합될 수 있다. 두 공정 다 바람직하지 않다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물은 전하 생성자(도너)로서 사용될 수 있다. 적합한 전자 어셉터 물질(ETM, 전자 수송 물질)과 조합되어, 방사성 여기에 이어 ETM으로의 빠른 전자 전달이 일어난다. 적합한 ETM은 C60 및 다른 풀러렌이다.
바람직하게는 상기 헤테로접합은 플랫 구성, 즉 이중층 구조를 갖는다 (참고문헌: [Two layer organic photovoltaic cell, C. W. Tang, Appl. Phys. Lett. 1986, 48(2), 183-185] 또는 [N. Karl, A. Bauer, J. Holzpfel, J. Marktanner, M. Mobus, F. Stolzie, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1994, 252, 243-258]).
또한 바람직하게는, 상기 헤테로접합은 벌크(혼합) 헤테로접합(상호침투 도너-어셉터 네트워크로도 지칭됨)으로 구성된다. 벌크 헤테로접합을 갖는 유기 광전 전지는, 예를 들어 문헌 [C. J. Brabec, N. S. Sariciftci, J. C. Hummelen in Adv. Funct . Mater. 2001, 11(1), 15] 또는 [J. Xue, B. P. Rand, S. Uchida and S. R. Forrest in Appl . Phys. 2005, 98, 124903]에 기재되어 있다. 벌크 헤테로접합은 이후 상세히 논의된다.
화학식 (I)의 화합물은 MiM, pin, pn, Mip 또는 Min 구조(M=금속, p=p-도핑된 유기 또는 무기 반도체, n=n-도핑된 유기 또는 무기 반도체, i=유기층의 진성 전도성 시스템)를 갖는 전지 내 광활성 재료에 사용될 수 있다 (참조 문헌: [J. Drechsel et al., Org . Electron, 2004, 5(4), 175] 또는 [Maennig et al., Appl . Phys. A 2004, 79, 1-14]).
화학식 (I)의 화합물은 탠덤 전지 내 광활성 재료에도 사용될 수 있다. 적합한 탠점 전지는, 예를 들어 문헌 [P. Peumans, A. Yakimov, S. R. Forrest in J. Appl. Phys. 2003, 93(7), 3693-3723](또한, 미국 특허 제 4,461,922호, 제 6,198,091호 및 제 6,198,092호 참조)에 기재되어 있으며, 이후 상세히 기재한다. 본 발명에 따르면 탠덤 전지에 화학식 (I)의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
화학식 (I)의 화합물은 둘 또는 둘 초과의 적층된 MiM, pin, Mip 또는 Min 구조로 구성된 탠덤 전지 내 광활성 재료에도 사용될 수 있다(참조: 독일 특허 103 13 232.5 및 문헌 [J. Drechsel et al., Thin Solid Films, 2004, 451-452, 515-517]).
M, n, i 및 p 층의 층두께는 전형적으로 10 내지 1000 ㎚, 더 바람직하게는 10 내지 400 ㎚의 범위 내이다. 태양 전지를 형성하는 층은 당업자에 알려진 관습적인 공정에 의해 제조될 수 있다. 이는, 감압 하에서 또는 비활성 대기에서의 증착, 레이저 어블레이션(ablation) 또는 용액 또는 분산 공정 방법, 예컨대 스핀코팅, 나이프코팅, 주조 방법, 분사 적용, 딥코팅 또는 프린팅(예컨대, 잉크젯, 플렉소그래픽, 오프셋, 그라비야, 음각, 나노임프린팅)을 포함한다. 바람직하게는, 전체 태양 전지가 기상 증착 공정에 의해 제조된다.
유기 태양 전지의 효율을 향상시키기 위해, 여기자가 다음 도너-어셉터 인터페이스에 도달하기 위해 확산되어야 하는 평균 거리를 단축시키는 것이 가능하다. 이를 위해, 내부의 도너-어셉터 헤테로접합이 가능한 상호침투 네트워크를 형성하는 도너 물질 및 어셉터 물질의 혼합층을 사용하는 것이 가능하다. 이 벌크 헤테로접합은, 생성된 여기자가 분리된 도메인 경계에 도달하기 전에 매우 짧은 거리만 이동하면 되는 혼합층의 특별한 형태이다.
바람직하게는 벌크 헤테로접합 형태의 광활성 도너-어셉터 전이는 기상 증착 공정(물리 증착법, PVD)에 의해 생성된다. 적합한 공정은, 예를 들어 본원이 참조한 미국 특허 제 2005/0227406호에 기재되어 있다. 이를 위해, 화학식 (I)의 화합물 및 상보형 반도체 재료가 공승화의 방법으로 기상 증착을 거칠 수 있다. PVD 공정은 고-진공 조건 하에서 수행되고 하기의 단계를 포함한다: 증발, 수송, 증착. 상기 증착은 바람직하게는 약 10-2 mbar 내지 10-7 mbar, 예를 들어 10-5 내지 10-7 mbar의 범위 내의 압력에서 수행된다. 증착 속도는 바람직하게는 0.01 내지 10 ㎚/s의 범위 내이다. 상기 증착은 비활성 기체 대기, 예를 들어 질소, 헬륨 또는 아르곤 하에서 수행될 수 있다. 증착시 기재의 온도는 바람직하게는 -100 내지 300 ℃, 더 바람직하게는 -50 내지 250 ℃의 범위 내이다.
유기 태양 전지의 다른 층은 공지 공정에 의해 제조될 수 있다. 이는 감압 하에서 또는 비활성 대기에서의 증착, 레이저 어블레이션 또는 용액 또는 분산 공정 방법, 예컨대 스핀코팅, 나이프코팅, 주조 방법, 분사 적용, 딥코팅 또는 프린팅(예컨대, 잉크젯, 플렉소그래픽, 오프셋, 그라비야, 음각, 나노임프린팅)을 포함한다. 바람직하게는, 전체 태양 전지가 기상 증착 공정에 의해 제조된다.
광활성층(균질층 또는 혼합층)은 이의 제조 직후 또는 태양 전지를 형성하는 추가적인 층의 제조 후에 열 처리로 처리될 수 있다. 이러한 열처리는 많은 경우 광활성층의 모폴로지를 추가로 향상시킬 수 있다. 온도는 약 60 ℃ 내지 300 ℃의 범위 내이다. 처리 시간은 바람직하게는 1 분 내지 3 시간이다. 열처리에 더하여 또는 대안적으로, 상기 광활성층(혼합층)은 이의 제조 직후 또는 태양 전지를 형성하는 추가적인 층의 제조 후에, 용매-함유 기체로 처리될 수 있다. 이와 관련하여, 대기 내 포화 용매 증기는 주위 온도에서 사용된다. 적합한 용매는 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아마이드, 에틸 아세테이트, 클로로벤젠, 디클로로메탄 및 이들의 혼합물이다. 처리 시간은 바람직하게는 1 분 내지 3 시간 범위 내이다.
바람직하게는 본 발명의 유기 태양 전지는 플랫 헤테로접합 일반 구조를 갖는 개별 전지로서 존재한다. 도 1은 일반 구조를 갖는 본 발명의 태양 전지를 보여준다. 특히 바람직하게는, 상기 전지는 하기의 구조를 갖는다:
적어도 부분적으로 투과성인 전도성 층(상부 전극, 애노드)(11)
정공-전도성 층(정공 수송층, HTL)(12)
도너 물질을 포함하는 층(13)
어셉터 물질을 포함하는 층(14)
여기자-차단 및/도는 전자-전도성 층(15)
두번째 전도성 층(후방 전극, 캐소드)(16).
상기 도너 물질은 바람직하게는 화학식 (I)의 화합물을 하나 이상 포함하거나 화학식 (I)의 화합물로 구성된다. 본 발명에 따르면, 바람직하게는 상기 어셉터 물질은 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를 하나 이상 포함하거나 풀러렌 또는 풀러렌 유도체로 구성된다. 상기 어셉터 물질은 바람직하게는 C60, C70, [6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스터 또는 PTCBI (3,4,9,10-퍼릴렌테트라카복실-비스벤즈이미다졸)을 포함한다.
본질적으로 투과성인 전도성 층(11)(애노드)은 수송체, 예컨대 상기에 기재된 유리 또는 중합체(예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 및 전도성 재료를 포함한다. 예는 ITO, 도핑된 ITO, FTO, ZnO, AZO 등을 포함한다. 상기 애노드 재료는 표면 처리, 예를 들어 UV 광, 오존, 산소 플라즈마, Br2 등으로 처리될 수 있다. 상기 층(11)은 단지 최소의 광흡수가 가능하도록 충분히 얇지만, 우수한 전하 수송이 보증되도록 충분히 두꺼워야 한다. 상기 투과성 전도성 층(11)의 층두께는 바람직하게는 20 내지 200 ㎚ 범위 내이다.
도 1에 따른 일반 구조를 갖는 태양 전지는 임의적으로 정공-전도성 층(HTL)을 갖는다. 이 층은 정공-전도성 물질(정공 수송 재료, HTM)을 하나 이상 포함한다. 층(12)는 본질적으로 균질한 조성물의 개별 층이거나 둘 이상의 부분층을 포함할 수 있다.
정공-전도성 특성을 갖는 층(HTL)을 형성하는데 적합한 정공-전도성 재료(HTM)는 바람직하게는 고 이온화 에너지를 갖는 기재를 하나 이상 포함한다. 상기 이온화 에너지는 바람직하게는 5.0 eV 이상, 더 바람직하게는 5.5 eV 이상이다. 상기 물질은 유기 또는 무기일 수 있다. 정공-전도성 특성을 갖는 층에 사용하기에 적합한 유기 물질은, 바람직하게는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스티렌설포네이트) (PEDOT-PSS), Ir-DPBIC(트리스-N,N-디페닐벤즈이미다졸-2-일리덴이리듐(Ⅲ)), N-N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-디페닐-4,4'-디아민(a-NPD), 2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)-9,9'-스피로비플루오렌(스피로-MeOTAD) 등 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 상기 유기 물질은, 필요하다면, 정공-전도성 물질의 HOMO와 같은 범위 내 또는 그보다 낮은 LUMO를 갖는 p-도펀트(dopant)로 도핑될 수 있다. 적합한 도펀트는 예를 들어, 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4TCNQ), WO3, MoO3 등이다. 정공-전도성 특성을 갖는 층에 사용하기에 적합한 무기 물질은 WO3, MoO3 등이다.
존재하는 경우, 정공-전도성 특성을 갖는 층의 두께는, 바람직하게는 5 내지 200 ㎚, 더 바람직하게는 10 내지 100 ㎚의 범위 내이다.
층(13)은 화학식 (I)의 화합물을 하나 이상 포함한다. 상기 층의 두께는 빛의 최대량을 흡수하기 충분해야 하지만, 전하의 효과적인 소멸이 가능하도록 충분히 얇아야한다. 상기 층(13)의 두께는 바람직하게는 5 ㎚ 내지 1 ㎛, 더 바람직하게는 5 내지 80 ㎚의 범위 내이다.
층(14)는 어셉터 물질을 하나 이상 포함한다. 본 발명에 따르면, 바람직하게는 상기 어셉터 물질은 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를 하나 이상 포함한다. 상기 층의 두께는 빛의 최대량을 흡수하기 충분해야 하지만, 전하의 효과적인 소멸이 가능하도록 충분히 얇아야한다. 층(14)의 두께는 바람직하게는 5 ㎚ 내지 1 ㎛, 더 바람직하게는 5 내지 80 ㎚의 범위 내이다.
도 1에 따른 일반 구조를 갖는 태양 전지는 임의적으로 여기자-차단 및/또는 전자-전도성 층(15)(EBL/ETL)을 포함한다. 여기자-차단 층에 적합한 물질은 일반적으로 층(13) 및/또는 층(14)의 물질보다 더 큰 밴드갭을 갖는다. 이들은 첫째로 여기자의 반사가 가능하고, 둘째로 층을 통한 우수한 전자 수송이 가능하다. 층(15)의 재료는 유기 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 적합한 유기 물질은 바람직하게는 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP), 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BPhen), 1,3-비스[2-(2,2'-비피리딘-6-일)-1,3,4-옥사디아조-5-일]벤젠(BPY-OXD) 등으로부터 선택된다. 상기 유기 물질은, 필요하다면, 전자-전도성 물질의 LUMO와 같은 범위 내 또는 그보다 낮은 HOMO를 갖는 n-도펀트로 도핑될 수 있다. 적합한 도펀트는, 예를 들어 CS2CO3, 피로닌 B(PyB), 로다민 B, 코발토센 등이다. 전자-전도성 특성을 갖는 층에 사용하기에 적합한 무기 재료는 바람직하게는 ZnO 등으로부터 선택된다. 존재하는 경우, 층(15)의 두께는 바람직하게는 5 내지 500 ㎚, 더 바람직하게는 10 내지 100 ㎚의 범위 내이다.
층(16)은 캐소드이고, 바람직하게는 낮은 일함수를 갖는 화합물, 더 바람직하게는 Ag, Al, Mg, Ca 등과 같은 금속을 하나 이상 포함한다. 층(16)의 두께는 바람직하게는 10 ㎚ 내지 10 ㎛, 예컨대 10 ㎚ 내지 60 ㎚의 범위 내이다.
또한 바람직하게는, 본 발명의 태양 전지는 플랫 헤테로접합 및 역 구조를 갖는 개별 전지로서 존재한다. 도 2는 역 구조를 갖는 태양 전지를 보여준다. 특히 바람직하게는, 상기 전지는 하기의 구조를 갖는다:
적어도 부분적으로 투과성인 전도성 층(캐소드)(11)
여기자-차단 및/또는 전자-전도성 층(12)
어셉터 물질을 포함하는 층(13)
도너 물질을 포함하는 층(14)
정공-전도성 층(정공 수송층, HTL)(15)
두번째 전도성 층(후방 전극, 애노드)(16).
층(11) 내지 (16)을 위한 적합하고 바람직한 재료에 관해서는, 일반 구조를 갖는 태양 전지 내 대응하는 층에 대한 상기 기재내용을 참조한다.
본 발명에 따르면, 또한 바람직하게는, 본 발명의 유기 태양 전지는 일반 구조를 갖는 개별 전지로서 존재하며, 벌크 헤테로접합을 갖는다. 도 3는 벌크 헤테로접합을 갖는 태양 전지를 보여준다. 특히 바람직하게는, 상기 전지는 하기의 구조를 갖는다:
적어도 부분적으로 투과성인 전도성 층(애노드)(21)
정공-전도성 층(정공 수송층, HTL)(22)
도너-어셉터 헤테로접합이 벌크 헤테로접합의 형태로 형성되는, 도너 물질과 어셉터 물질을 포함하는 혼합층(23)
전자-전도성 층(24)
여기자-차단 및/또는 전자-전도성 층(25)
두번째 전도성 층(후방 전극, 캐소드)(26).
층(23)은 화학식(I)의 화합물을 하나 이상 포함하는 광활성 재료 하나 이상을, 특히 도너 물질로서 포함한다. 층(23)은 바람직하게는 어셉터 물질로 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를 하나 이상 추가로 포함한다. 층(23)은 바람직하게는 어셉터 물질로 C60 또는 PTCBI (3,4,9,10-퍼릴렌테트라카복실-비스벤즈이미다졸)을 포함한다. 층(21)에 관해, 층(11)에 대한 상기 언급을 전체적으로 참조한다.
층(22)에 관해, 층(12)에 대한 상기 언급을 전체적으로 참조한다.
층(23)은 도너 물질로 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하는 혼합층이다. 또한, 층(23)은 어셉터 물질을 하나 이상 포함한다. 상기에 기재된 바와 같이, 층(23)은, 동시증발 또는 관습적인 용매를 사용한 용액 공정에 의해 제조될 수 있다. 상기 혼합층은 혼합층의 총 중량에 기초하여, 바람직하게는 10 내지 90 중량%, 더 바람직하게는 20 내지 80 중량%의 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함한다. 층(23)의 두께는 빛의 최대량을 흡수하기 충분해야 하지만, 전하의 효과적인 소멸이 가능하도록 충분히 얇아야한다. 층(23)의 두께는 바람직하게는 5 ㎚ 내지 1 ㎛, 더 바람직하게는 5 내지 200 ㎚, 가장 바람직하게는 5 내지 80 ㎚의 범위 내이다.
도 3에 따른 벌크 헤테로접합을 갖는 태양 전지는 전자-전도성 층(24)(ETL)을 포함한다. 이 층은 전자 수송 재료(ETM)을 하나 이상 포함한다. 층(24)는 본질적으로 균질한 조성물의 단일 층이거나 둘 이상의 부분층을 포함할 수 있다. 전자-전도성 층에 적합한 재료는 일반적으로 낮은 일함수 또는 이온화 에너지를 갖는다. 이온화 에너지는 바람직하게는 3.5 eV 미만이다. 적합한 유기 물질은 바람직하게는 앞서 말한 풀러렌 및 풀러렌 유도체, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP), 4,7-디페닐,1,10-페난트롤린(Bphen), 1,3-비스[2-(2,2'-비피리딘-6-일)-1,3,4-옥사디아조-5-일]벤젠 (BPY-OXD) 등으로부터 선택된다. 층(24)에 사용된 유기 물질은, 필요하다면, 전자-전도성 물질의 LUMO와 같은 범위 내 또는 그보다 낮은 HOMO를 갖는 n-도펀트로 도핑될 수 있다. 적합한 도펀트는, 예를 들어 CS2CO3, 피로닌 B(PyB), 로다민 B, 코발토센 등이다. 존재하는 경우, 층(23)의 두께는 바람직하게는 1 ㎚ 내지 1 ㎛, 더 바람직하게는 5 내지 60 ㎚의 범위 내이다.
층(25)에 관해, 층(15)에 대한 상기 언급을 전체적으로 참조한다.
층(26)에 관해, 층(16)에 대한 상기 언급을 전체적으로 참조한다.
벌크 헤테로접합 형태의 도너-어셉터 헤테로접합을 갖는 태양 전지는 상기에 기재된 바와 같이 기상 증착에 의해 제조될 수 있다. 증착 속도에 관해, 증착 및 열 후처리시 기재의 온도는 상기 기재내용을 참조한다.
본 발명에 따르면, 또한 바람직하게는 본 발명의 유기 태양 전지는 역 구조를 갖는 개별 전지로 존재하며 벌크 헤테로접합을 갖는다. 도 4는 벌크 헤테로접합 및 역 구조를 갖는 태양 전지를 보여준다.
본 발명은 상기에 기재된 둘 이상의 유기 태양 전지를 포함하거나 이로 구성된 광전 변환 장치를 제공한다.
광전 변환 장치는 둘 또는 둘 초과(예컨대, 3, 4, 5 개)의 태양 전지로 구성된다. 하나의 태양 전지, 몇몇 태양 전지 또는 모든 태양 전지는 광활성 도너-어셉터 헤테로접합을 가질 수 있다. 각각의 도너-어셉터-헤테로접합은 플랫 헤테로접합의 형태이거나 벌크 헤테로접합의 형태일 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 도너-어셉터 헤테로접합은 벌크 헤테로접합의 형태이다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 태양 전지의 광활성 재료는 화학식 (I)의 화합물을 포함한다. 바람직하게는, 하나 이상의 태양 전지의 광활성 재료는 화학식 (I)의 화합물 및 하나 이상의 풀러렌 또는 풀러렌 유도체를 포함한다. 더 바람직하게는, 하나 이상의 태양 전지의 광활성 층에 사용된 반도체 혼합물은 화학식 (I)의 화합물 및 C60, C70 또는 [6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스터로 구성된다.
탠덤 전지로서 배열된 태양 전지는 병렬로 또는 직렬로 연결될 수 있다. 탠덤 전지로서 배열된 태양 전지는 바람직하게는 직렬로 연결된다. 바람직하게는, 각각의 경우에 개별 태양 전지 사이에 추가적인 재조합 층이 존재한다. 상기 개별 태양 전지는 같은 극성을 갖는다. 즉, 일반적으로 일반 구조만 갖는 전지 또는 역 구조만 갖는 전지가 서로 조합된다.
도 5는 태양 전지가 탠덤 전지로서 배열된 광전 변환 장치의 기본 구조를 보여준다. 층(31)은 투과성인 전도성 층이다. 적합한 재료는 개별 전지에 대해 상기 기재된 것들이다.
층(32) 및 (34)는 서브셀(subcell)을 구성한다. "서브셀"은 본원에서 캐소드 및 애너드가 없는 상기에 정의된 전지를 지칭한다. 상기 서브셀은 예를 들어,모두가 광활성 재료에 본 발명에 따라 사용되는 화학식 (I)의 화합물을 갖거나(바람직하게는 풀러렌 또는 풀러렌 유도체, 특히 C60과 함께), 반도체 재료와의 다른 조합, 예를 들어 C60과 아연 프탈로시아닌, C60과 올리고티오펜(예컨대, DCV5T)를 가질 수 있다. 또한, 개별 서브셀은 염료-감지 태양 전지 또는 중합체 전지로 구성될 수도 있다. 모든 경우에, 바람직하게는 입사광, 예를 들어 태양광의 다른 스펙트럼의 영역을 이용하는 재료의 조합이다. 예를 들어, 본 발명에 따라 사용된 화학식 (I)의 화합물과 풀러렌 또는 풀러렌 유도체와의 조합은 태양광의 장파 영역을 흡수한다. 디벤조페리프란텐(DBP)-C60은 주로 400 ㎚ 내지 600 ㎚의 범위에서 흡수한다. 아연 프탈로시아닌-C60 전지는 주로 600 ㎚ 내지 800 ㎚의 범위에서 흡수한다. 따라서, 이 서브셀의 조합으로 구성된 광전 변환 장치는 400 ㎚ 내지 800 ㎚의 범위 내 복사선을 흡수해야한다. 따라서, 서브셀의 적합한 조합은 이용되는 스페트럼 범위를 확장시켜야 한다. 최적의 성능 특성을 위해, 광학적 간섭이 고려되어야 한다. 예를 들어, 상대적으로 짧은 파장에서 흡수하는 서브셀은 더 긴파장을 흡수하는 서브셀보다 금속 상부 접촉부에 더 가깝게 배열되어야 한다.
층(31)에 관해서는, 층(11) 및 (21)에 대한 상기 언급을 전체적으로 참조한다.
층(32) 및 (34)에 관해서는, 플랫 헤테로접합을 위한 층(12) 내지 (15) 및 벌크 헤테로접합을 위한 층(22) 내지 (25)에 대한 상기 언급을 전체적으로 참조한다.
층(33)은 재조합 층이다. 재조합 층은 하나의 서브셀로부터의 전하 수송체가 인접한 서브셀의 것과 재조합되도록 한다. 작은 금속 클러스터, 예컨대 Ag, Au 또는 고도로 n- 및 p-도핑된 층의 조합이 적합하다. 금속 클러스터의 경우, 층 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎚의 범위이다. 고도로 n- 및 p-도핑된 층의 경우, 층 두께는 바람직하게는 5 내지 40 ㎚의 범위이다. 상기 재조합 층은 일반적으로 서브셀의 전자-전도성 층과 인접한 서브셀의 정공-전도성 층을 연결한다. 이 방법으로, 추가적인 전지가 광전 변환 장치를 형성하기 위해 재조합될 수 있다.
층(36)은 상부 전극이다. 재료는 서브셀의 극성에 따른다. 일반 구조를 갖는 서브셀에서는, 바람직하게는 낮은 일함수를 갖는 금속, 예컨대 Ag, Al, Mg, Ca 등을 이용한다. 역 구조를 갖는 서브셀에서는, 바람직하게는 높은 일함수를 갖는 금속, 예컨대 Au, Pt 또는 PEDOT-PSS를 이용한다.
직렬로 연결된 서브셀의 경우, 전체 전압은 모든 서브셀의 개별 전압의 합에 대응된다. 대조적으로, 전체 전류는 하나의 서브셀의 가장 낮은 전류에 의해 제한된다. 이런 이유로, 각각의 서브셀의 두께는 모든 서브셀이 본질적으로 같은 전류를 갖도록 최적화되어야 한다.
도너-어셉터 헤테로접합의 다른 유형의 예는 플랫 헤테로접합을 갖는 도너-어셉터 이중층이거나, 헤테로접합이 하이브리드 평면-혼합 헤테로접합 또는 구배(gradient) 벌크 헤테로접합 또는 융합된 벌크 헤테로접합으로 구성된다.
하이브리드 평면-혼합 헤테로접합의 제조는 문헌 [Adv . Mater. 2005, 17, 66-70]에 기재되어 있다. 이 구조에서는, 어셉터 및 도너 재료의 동시증발에 의해 형성된 혼합 헤테로접합 층이 균질한 도너 및 어셉터 재료 사이에 존재한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 본 발명의 광전 변환 장치의 유기 태양 전지는 탠덤 전지(다중-접합 태양 전지) 또는 역전된 탠덤 전지로서 배열된다.
풀러렌 뿐만 아니라, 하기에 열거된 반도체 재료가 원칙적으로 본 발명의 유기 태양 전지의 사용에 적합하다. 이는, 본 발명에 따른 서브셀과 조합되는 탠덤 전지의 서브셀의 도너 또는 어셉터로 기능한다.
적합한 추가적인 반도체는 프탈로시아닌이다. 이는, 비할로겐화되거나 1 내지 16 개 할로겐 원자를 갖는 프탈로시아닌을 포함한다. 상기 프탈로시아닌은 금속이 없거나 2가 금속 또는 금속 원자-함유 기를 함유한다.
바람직하게는 아연, 구리, 철, 티타닐옥시, 바나딜옥시 등에 기초한 프탈로시아닌이다. 특히 바람직하게는 구리 프탈로시아닌, 아연 프탈로시아닌, 무-금속 프탈로시아닌이다. 바람직하게는, 할로겐화 프탈로시아닌을 사용한다. 이는 2,6,10,14-테라플루오로프탈로시아닌(예컨대, 구리 2,6,10,14-테트라플루오로프탈로시아닌 및 아연 2,6,10,14-테트라플루오로프탈로시아닌), 1,5,9,13-테트라플루오로프탈로시아닌(예컨대, 구리 1,5,9,13-테트라플루오로프탈로시아닌 및 아연 1,5,9,13-테트라플루오로프탈로시아닌), 2,3,6,7,10,11,14,15-옥타플루오로프탈로시아닌(예컨대, 구리 2,3,6,7,10,11,14,15-옥타플루오로프탈로시아닌 및 아연 2,3,6,7,10,11,14,15-옥타플루오로프탈로시아닌), 어셉터로 적합한 프탈로시아닌, 예를 들어 헥사데카클로로프탈로시아닌 및 헥사데카플루오로프탈로시아닌, 예컨대 구리 헥사데카클로로프탈로시아닌, 아연 헥사데카클로로프탈로시아닌, 무-금속 헥사데카클로로프탈로시아닌, 구리 헥사데카플루오로프탈로시아닌, 아연 헥사데카플루오로프탈로시아닌 또는 무-금속 헥사데카플루오로프탈로시아닌을 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징은 청구범위 및 명세서에 설명되어 있다. 바람직한 특징의 조합은 본 발명의 범위 내에 드는 것으로 이해된다.
본 발명은 하기의 실시예를 이용하여 이하에 추가로 예시되어진다.
화학식 (I)의 화합물의 제조
실시예
화합물 1
중간체 1-a의 제조
질소 대기 하에서 300 ml의 반응기에, 2.45 g(10 밀리몰)의 클로라닐, 4.1 g(50 밀리몰)의 AcONA 및 75 ml의 에탄올을 넣는다. 75 ml의 에탄올 내 2.9 g(20 밀리몰)의 1-아미노나프탈렌 용액을 반응기에 천천히 첨가한다. 실온에서 30 분 동안 교반한 후에, 혼합물을 환류 온도까지 가열한다. 반응이 종료한 후에, 상기 혼합물을 뜨겁게 여과하고, 고체를 뜨거운 물, 에탄올 및 tert-부틸메틸에터(TBME)로 세척한다. 감압 하에서 건조한 후에, 1.9 g의 중간체 1-a를 얻는다.
수율: 41%
외관: 어두운 갈색 고체
1H-NMR(DMSO): 9.8 ppm(2H, s), 6.8-7.5 ppm(12H, m)
융점: 340 ℃
화합물 1의 제조
질소 대기 하에서 50 ml의 반응기에, 1.5 g(3.27 밀리몰)의 중간체 1-a, 4.5 ml의 벤조일클로라이드 및 15 ml의 니트로벤젠을 넣는다. 혼합물을 215 ℃에서 7 시간동안 교반한다. 반응 혼합물을 뜨겁게 여과하고, 고체를 뜨거운 물, 에탄올 및 디클로로메탄으로 세척한다. 감압 하에서 건조한 후에, 0.51 g의 화합물 1을 얻는다.
수율: 35%
외관: 녹색의 금속 결정
융점: 427 ℃
UV-VIS(DMF): 540, 580 ㎚
화합물 1과 유사하게 하기의 화합물을 제조할 수 있다:
역전된
BHJ
-전지의 제조
실시예
:
본 발명의 태양 전지인 역전된 BHJ-전지를 제조하는데 사용되는 본 발명의 광활성 재료에 존재하는 도너 물질의 예로서의 화합물 1, 및 본 발명의 태양 전지인 역전된 BHJ-전지를 제조하는데 사용되는 본 발명의 광활성 재료에 존재하는 어셉터 물질의 예로서의 C60을 이용하여 역전된 BHJ-전지를 제조하였다.
유기 기재를 지오마텍(Geomatec)으로부터 입수하여 사용하였다. 투명 전극으로서의 ITO는 90 ㎚의 두께를 갖는다. 비저항률(specific resistivity)은 15 Ohm/cm였다. 제곱근평균 거칠기(RMS)는 2 ㎚ 미만이었다.
유기 층의 증착 전에, 상기 기재를 UV 광 하에서 15 분간 오존 처리(UV-오존 세정)하였다. 역전된 벌크 헤테로접합 전지(역전된 BHJ 전지)를 고 진공 조건(약 2x10-6 mbar 압력) 하에서 제조하였다.
ITO/n-C
60
/C
60
/화합물
1:C
60
/
BPAPF
/p-
BPAPF
/
NDP
-9/Al:
ITO 기재 위에 C60과 함께 화합물 1을 동시증발하여 상기 역전된 BHJ 전지를 제조하였다. 두 층에 대한 증착 속도는 0.2 ㎚/초였다. 화합물 1 대 C60의 중량비는 1:1 이었다. 전후로, 도핑된 ETL 및 HTL 층을 증착으로 적용하였다. 마지막으로, Al 층을 상부 전극으로서 증착으로 적용하였다. 본 발명의 화합물의 증발 온도는 260 ℃였다. 전지는 0.275 ㎠의 면적을 가졌다.
본 발명에 따라 제조된 역전된 BHJ 전지의 장치 설정은 도 8에 나타나 있다. 도 8의 명명법에 따르면, 제조된 역전된 BHJ 전지의 각 층은 하기와 같이 표시된다:
1: 기재 유리
2: 투과성인 전도성 층 ITO
3: 도핑된 수송층 n-C60
4: 전자 수송층 C60
5: 혼합 도너+어셉터 층 화합물 1:C60
6: 정공 수송층 BPAPF
7: 도핑된 수송층 p-BPAPF
8: 도펀트 층 NDP-9
9: 금속 전극(캐소드) Al
BPAPF: 9,9-비스[4-(N,N-비스-비페닐-4-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌, CAS No: 174141-92-5
NDP-9: 노발드 도펀트(Novaled Dopant) P-사이드 No. 9
각 층의 두께는 하기와 같다:
n-C60 10 ㎚
C60 5 ㎚
화합물 1:C60 50 ㎚
BPAPF 5 ㎚
p-BPAPF 20 ㎚
NDP-9 5 ㎚
Al 100 ㎚
측정:
사용된 태양 시뮬레이터는 300 W 크레논 램프를 갖는 L.O.T. 오리엘(Oriel)사의 AM 1.5 시뮬레이터(모델 LSH201)였다. 전류-전압-특성은 케이쓰리(Keithley) 2400 시리즈로 주위 조건 하에서 측정하였다. 태양 시뮬레이터의 강도는 단결정 태양 전지(프라운호퍼(Fraunhofer) ISE)로 보정하였고, 편차율은 약 1로 결정되었다. 결과는 하기 표 1에 나타나있다.
| 전지 | ISC[mA/㎠] | VOC[mV] | FF[%] | η[%] |
| 50 ㎚ 화합물 1:C60(1:1) 20 ㎚ BPAPF; RT |
6.7 |
-920 |
47 |
2.9 |
| 50 ㎚ 화합물 1:C60(1:1) 20 ㎚ BPAPF; RT |
7.0 |
-880 |
52 |
3.2 |
η 효율
FF 충전율
ISC 단락 전류
VOC 개방 회로 전압
RT 실온 = 20 ℃
도 6은 상기에 기재된 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지의 전류 밀도-전압(J-V) 곡선을 보여준다.
도 7은 화학식 (I)에 따른 화합물 1의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
화합물 26, 27 및 79을 이용하여 비슷한 역전된 BHJ 전지를 제조하였다. 각 측정 결과는 표 2, 3 및 4에 나타나있다.
| 전지 | ISC[mA/㎠] | VOC[mV] | FF[%] | η[%] |
| 50 ㎚ 화합물 26:C60(1:1) 20 ㎚ BPAPF; 70℃ |
6.1 |
-1000 |
46 |
2.8 |
| 전지 | ISC[mA/㎠] | VOC[mV] | FF[%] | η[%] |
| 50 ㎚ 화합물 27C60(1:1) 20 ㎚ BPAPF; 70℃ |
6.15 |
-680 |
42 |
1.9 |
| 전지 | ISC[mA/㎠] | VOC[mV] | FF[%] | η[%] |
| 50 ㎚ 화합물 79:C60(1:1) 20 ㎚ BPAPF; 70℃ |
7.1 |
-1000 |
47 |
3.3 |
도 9는 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 26의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 27의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
도 11은 본 발명에 따른 역전된 BHJ-전지에 대한 전류 밀도-전압 (J-V) 곡선, 화합물 79의 흡수 스펙트럼 및 외부 양자 효율(EQE) 스펙트럼을 보여준다.
Claims (15)
- 도너(donor) 물질과 어셉터(acceptor) 물질을 포함하는 광활성 재료로서,
a. 상기 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되거나,
b. 상기 어셉터 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되거나,
c. 상기 도너 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되고 상기 어셉터 물질이 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물을 포함하거나 이로 구성되되, 두 화합물이 동일하지 않은,
광활성 재료:
상기 식에서,
각각의 A 및 B는 서로 독립적으로, 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하는 5 또는 6 원 고리를 나타내고,
상기 각각의 고리 A 및 B는 서로 독립적으로
(i) 방향족이거나 헤테로방향족이고,
(ii) 비치환되거나 치환되고,
(iii) 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하지 않는 하나 이상의 추가의 고리와 융합되거나 융합되지 않거나, 또는 하나의 공통 원자에 의해 하나 이상의 추가의 고리와 연결되어 스피로 화합물을 제공하고,
X1 및 X2는 서로 독립적으로, 수소 및 치환기로 구성된 군으로부터 선택되고,
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로, O, S, NR1, PR1, Se 및 Te로 구성된 군으로부터 선택되며,
각각의 R1은 H, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된다. - 제 1 항에 있어서,
상기 도너 물질 및 어셉터 물질은 도너-어셉터 이중층의 한 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부인, 광활성 재료. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 고리 A 및 B는 서로 독립적으로, (iii) 각각 *로 표시된 탄소 원자를 포함하지 않는 하나 이상의 추가의 비치환되거나 치환된 고리와 융합되고, 이때 상기 하나 이상의 추가의 고리는 서로 독립적으로 비방향족, 방향족 또는 헤테로방향족인, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
X1 및 X2는 서로 독립적으로, H, D, F, Cl, Br, I, NO2, CN, OH, C(O)OR1, OC(O)OR1, NR1C(O)NR2R3, C(O)NR2R3, S(O)R1, SO2R1, SO3R1, OSO3R1, COR1, SiR1R2R3, P(O)R1R2, P(O)OR1OR2, OR1, SR1, NR2R3, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고, 이때,
(iii) R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로, H, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알켄일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알켄일, 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킨일, 치환기를 포함하는 2 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킨일, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, 비치환된 아릴, 치환된 아릴, 비치환된 헤테로아릴 및 치환된 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 선택되거나, 또는
(iv) R1은 (i)에서 정의된 의미를 갖고, R2 및 R3가 함께 및 R2 및 R3와 연결된 원자와 조합되어, 방향족, 헤테로방향족 또는 지방족 5 내지 8 원 고리를 구성하는, 광활성 재료. - 제 4 항에 있어서,
화학식 (I)에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로, H, F, Cl, Br, I, NO2, CN, C(O)OR1, C(O)NR2R3, SiR1R2R3, 1 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 6 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 아릴, 치환기를 포함하는 6 내지 18 개 탄소 원자를 갖는 치환된 아릴, 4 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴, 치환기를 포함하는 4 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되는, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 (I)에서, A 및 B는 독립적으로, 5 내지 30 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 아릴, 5 내지 30 개 탄소 원자를 갖는 치환된 아릴, 5 내지 28 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴, 5 내지 28 개 탄소 원자를 갖는 치환된 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되고,
임의의 치환기는, 존재한다면, 치환기 Z1이고,
Z1은, 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 알킬, 치환기를 포함하는 1 내지 24 개 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬, 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 사이클로알킬, 치환기를 포함하는 3 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 치환된 사이클로알킬, F, Cl, Br, I, OR4, SR4, NR5R6, CN, NO2, C(O)R7, N=N-R5, SiR8R9R10, C≡C-R11, 6 내지 20개 탄소 원자를 갖는 비치환된 아릴, 치환기를 포함하는 6 내지 20 개 탄소 원자를 갖는 치환된 아릴, 4 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 비치환된 헤테로아릴 및 W로 구성된 군으로부터 선택되고, 이때,
R4, R5 및 R6는 서로 독립적으로, H, 1 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 알킬 및 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고,
R7, R8, R9 및 R10은 서로 독립적으로, H, OH, 1 내지 6 개 탄소 원자를 갖는 알킬, 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴, 1 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 O-알킬 및 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 0-아릴로 구성된 군으로부터 선택되고,
R11은 서로 독립적으로, 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴, 4 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 헤테로아릴, Si(1 내지 6 개 탄소 원자를 갖는 알킬)3 및 SiPh3로 구성된 군으로부터 선택되고,
W는
이고, 여기서 n은 1, 2, 3 및 4로 구성된 군으로부터 선택되고, R12, R13 및 R14는 서로 독립적으로, H, CN, 1 내지 8 개 탄소 원자를 갖는 알킬, 6 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 아릴 및 4 내지 10 개 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴로 구성된 군으로부터 선택되는, 광활성 재료.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 (I)에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로, H, F 및 Cl로 구성된 군으로부터 선택되고/선택되거나 Y1 및 Y2는 O 및 S로 구성된 군으로부터 선택되는, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 (I)에서, A 및 B는 서로 독립적으로, 페닐, 치환된 페닐, 나프틸, 치환된 나프틸, 바이페닐, 치환된 바이페닐, 터페닐, 치환된 터페닐, 안트라닐, 치환된 안트라닐, 피레닐, 치환된 피레닐, 페릴레닐, 치환된 페릴레닐, 티에닐, 치환된 티에닐, 피리딜, 치환된 피리딜, 퀴놀리닐, 치환된 퀴놀리닐, 바이티에닐, 치환된 바이티에닐, 터티에닐, 치환된 터티에닐로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되고,
임의의 치환기는, 존재한다면, 치환기 Z2이고,
각각의 Z2은 서로 독립적으로, 1 내지 12 개 탄소 원자를 갖는 알킬, 1 내지 6 개 탄소 원자를 갖는 0(알킬), F, Cl, CN, 다이시아노비닐, 시아노피리딜비닐, 시아노페닐비닐, 페닐, 나프틸, 티에닐, 바이티에닐 및 피리딜로 구성된 군으로부터 선택되는, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 (I)에서, A 또는 B, 또는 A와 B 각각은, 서로 독립적으로,
로 구성된 군으로부터 선택되는 잔기에 존재하는 5 또는 6 원 고리를 나타내고,
상기 잔기에 존재하고 각각 A 또는 B를 서로 독립적으로 나타내는 각각의 5 내지 6 원 고리에서, 두 인접한 탄소 원자는 화학식 (I)에서 *로 표시한 탄소 원자와 동일한, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광활성 재료는 하나 이상의 반도체 재료를 추가로 포함하는, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도너 물질은 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 (I)의 화합물을 하나 이상 포함하거나 이로 구성되고,
상기 어셉터 물질은
(i) 바람직하게는 C60, C70 및 [6,6]-페닐-C61-부티르산 메틸 에스터로 구성된 군으로부터 선택되는, 풀러렌 및 풀러렌 유도체,
(ii) 3,4,9,10-퍼릴렌테트라카복실-비스벤즈이미다졸(PTCBI)
로 구성된 군으로부터 선택된 화합물을 하나 이상 포함하거나 이로 구성되는, 광활성 재료. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 광활성 재료를 포함하는 유기 태양 전지 또는 광검출기.
- 제 12 항에 따른 유기 태양 전지를 둘 이상 포함하거나 이로 구성된 광전 변환 장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 유기 태양 전지는 탠덤(tandem) 전지(다중-접합 태양 전지) 또는 역전된(inverted) 탠덤 전지로서 배치되는, 광전 변환 장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 정의된 화학식 (I)의 화합물의, 광활성 재료에서 도너 물질 또는 어셉터 물질로서의 용도로서, 바람직하게는 상기 광활성 재료는 도너-어셉터 이중층의 한 층의 일부이거나 도너-어셉터 혼합층(벌크 헤테로접합, BHJ)의 일부인, 용도.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13181536 | 2013-08-23 | ||
| EP13181536.7 | 2013-08-23 | ||
| PCT/EP2014/067396 WO2015024851A1 (en) | 2013-08-23 | 2014-08-14 | New absorber for organic heterojunction solar cells |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160045861A true KR20160045861A (ko) | 2016-04-27 |
Family
ID=49028979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020167007545A KR20160045861A (ko) | 2013-08-23 | 2014-08-14 | 유기 헤테로접합 태양 전지를 위한 새로운 흡수제 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160211464A1 (ko) |
| EP (1) | EP3036782B1 (ko) |
| JP (1) | JP6542217B2 (ko) |
| KR (1) | KR20160045861A (ko) |
| CN (1) | CN105659405B (ko) |
| AU (1) | AU2014310684B2 (ko) |
| WO (1) | WO2015024851A1 (ko) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014097181A1 (en) | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Basf Se | Detector for optically detecting at least one object |
| US9829564B2 (en) | 2013-06-13 | 2017-11-28 | Basf Se | Detector for optically detecting at least one longitudinal coordinate of one object by determining a number of illuminated pixels |
| EP3008421A1 (en) | 2013-06-13 | 2016-04-20 | Basf Se | Detector for optically detecting an orientation of at least one object |
| CN105637382B (zh) | 2013-08-19 | 2017-08-25 | 巴斯夫欧洲公司 | 用于确定至少一种物体的位置的检测器 |
| EP3036503B1 (en) | 2013-08-19 | 2019-08-07 | Basf Se | Optical detector |
| EP3167304A4 (en) | 2014-07-08 | 2018-02-21 | Basf Se | Detector for determining a position of at least one object |
| JP6578006B2 (ja) | 2014-09-29 | 2019-09-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 少なくとも１個の物体の位置を光学的に求めるための検出器 |
| US11125880B2 (en) | 2014-12-09 | 2021-09-21 | Basf Se | Optical detector |
| JP6841769B2 (ja) | 2015-01-30 | 2021-03-10 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 少なくとも１個の物体を光学的に検出する検出器 |
| CN104926832B (zh) * | 2015-06-18 | 2017-05-24 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 一种芴类二噁嗪化合物 |
| CN104892634B (zh) * | 2015-06-18 | 2017-06-16 | 河南省科学院化学研究所有限公司 | 一种咔唑类二噁嗪化合物 |
| EP3325917B1 (en) | 2015-07-17 | 2020-02-26 | trinamiX GmbH | Detector for optically detecting at least one object |
| KR102539263B1 (ko) | 2015-09-14 | 2023-06-05 | 트리나미엑스 게엠베하 | 적어도 하나의 물체의 적어도 하나의 이미지를 기록하는 카메라 |
| CN109564927B (zh) | 2016-07-29 | 2023-06-20 | 特里纳米克斯股份有限公司 | 光学传感器和用于光学检测的检测器 |
| EP3532796A1 (en) | 2016-10-25 | 2019-09-04 | trinamiX GmbH | Nfrared optical detector with integrated filter |
| WO2018077868A1 (en) | 2016-10-25 | 2018-05-03 | Trinamix Gmbh | Detector for an optical detection of at least one object |
| WO2018081613A1 (en) | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coatings for increasing near-infrared detection distances |
| EP3571522B1 (en) | 2016-11-17 | 2023-05-10 | trinamiX GmbH | Detector for optically detecting at least one object |
| US11860292B2 (en) | 2016-11-17 | 2024-01-02 | Trinamix Gmbh | Detector and methods for authenticating at least one object |
| JP7204667B2 (ja) | 2017-04-20 | 2023-01-16 | トリナミクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 光検出器 |
| CN110998223B (zh) | 2017-06-26 | 2021-10-29 | 特里纳米克斯股份有限公司 | 用于确定至少一个对像的位置的检测器 |
| CN113056746B (zh) | 2018-11-13 | 2023-12-29 | Ppg工业俄亥俄公司 | 检测隐藏图案的方法 |
| US11561329B2 (en) | 2019-01-07 | 2023-01-24 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Near infrared control coating, articles formed therefrom, and methods of making the same |
| CN114276367B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-02-24 | 郑州大学 | 一类双吡嗪大环化合物、制备方法及其在构筑荧光粉中的应用 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2504153A (en) * | 1948-10-07 | 1950-04-18 | Du Pont | Sulfur colors of novel shades and method of preparing the same |
| DE2314051C3 (de) * | 1973-03-21 | 1978-03-09 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial |
| JP3152506B2 (ja) * | 1992-06-30 | 2001-04-03 | 三洋電機株式会社 | 有機電界発光素子 |
| JPH06322361A (ja) * | 1993-03-18 | 1994-11-22 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP4623768B2 (ja) * | 1997-06-23 | 2011-02-02 | シャープ株式会社 | 光電変換材料およびその製造方法ならびに光電変換装置 |
| AU739903B2 (en) * | 1997-06-23 | 2001-10-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photoelectric material using organic photosensitising dyes and manufacturing method thereof |
| JPH11311873A (ja) * | 1998-04-30 | 1999-11-09 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | フタロシアニンの新規な混晶体及びその製造方法、並びにそれを用いた電子写真感光体 |
| JP2003327857A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-11-19 | Dainippon Printing Co Ltd | ジオキサジン系化合物およびエレクトロルミネッセンス材料 |
| JP5168761B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2013-03-27 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | 光電変換材料用半導体、光電変換素子、太陽電池及び光電変換材料用半導体の製造方法 |
| GB0516800D0 (en) * | 2005-08-16 | 2005-09-21 | Kontrakt Technologies Ltd | Organic compound, semiconductor crystal film and method of producing thereof |
| JP2007335760A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Fujifilm Corp | 光電変換膜、並びに、該光電変換膜を含む太陽電池、光電変換素子、又は撮像素子 |
| JP2008098222A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 有機トランジスタ |
| JP5258037B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2013-08-07 | 国立大学法人京都大学 | 光電変換素子、その製造方法、及び太陽電池 |
| US20100139749A1 (en) * | 2009-01-22 | 2010-06-10 | Covalent Solar, Inc. | Solar concentrators and materials for use therein |
| WO2011158211A1 (en) * | 2010-06-18 | 2011-12-22 | Basf Se | Use of substituted perylenes in organic solar cells |
| JP2013026483A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Konica Minolta Holdings Inc | 有機光電変換素子、有機光電変換素子の製造方法及び太陽電池 |
| ES2615215T3 (es) * | 2011-09-16 | 2017-06-05 | Basf Se | Sistema de recubrimiento |
| JP5992378B2 (ja) * | 2013-08-19 | 2016-09-14 | 富士フイルム株式会社 | 光電変換素子、光センサおよび撮像素子 |
-
2014
- 2014-08-14 JP JP2016535424A patent/JP6542217B2/ja active Active
- 2014-08-14 EP EP14750740.4A patent/EP3036782B1/en active Active
- 2014-08-14 AU AU2014310684A patent/AU2014310684B2/en not_active Ceased
- 2014-08-14 WO PCT/EP2014/067396 patent/WO2015024851A1/en active Application Filing
- 2014-08-14 CN CN201480058191.5A patent/CN105659405B/zh active Active
- 2014-08-14 US US14/913,860 patent/US20160211464A1/en not_active Abandoned
- 2014-08-14 KR KR1020167007545A patent/KR20160045861A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105659405A (zh) | 2016-06-08 |
| EP3036782A1 (en) | 2016-06-29 |
| CN105659405B (zh) | 2019-05-07 |
| WO2015024851A1 (en) | 2015-02-26 |
| AU2014310684B2 (en) | 2019-11-14 |
| US20160211464A1 (en) | 2016-07-21 |
| EP3036782B1 (en) | 2019-10-09 |
| AU2014310684A1 (en) | 2016-03-17 |
| JP2016531441A (ja) | 2016-10-06 |
| JP6542217B2 (ja) | 2019-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2014310684B2 (en) | New absorber for organic heterojunction solar cells | |
| EP3036305B1 (en) | Compounds with terminal heteroarylcyanovinylene groups and their use in organic solar cells | |
| JP5645666B2 (ja) | ハロゲン化フタロシアニン類の使用 | |
| JP2012507169A (ja) | 有機太陽電池用および有機光検出器用の光活性層を形成するためのメロシアニン | |
| US20110168248A1 (en) | Use of dibenzotetraphenylperiflanthene in organic solar cells | |
| JP2012528101A (ja) | アリール又はヘタリール置換基を有するフタロシアニン化合物を、有機太陽電池で用いる使用 | |
| JP2012528101A5 (ko) | ||
| CN105037246A (zh) | 包含芳基方酸化合物的有机光敏器件及其制造方法 | |
| KR20130143540A (ko) | 유기 태양 전지에서 치환된 페릴렌의 용도 | |
| AU2011216899B2 (en) | Use of indanthrene compounds in organic photovoltaics | |
| CN101521261B (zh) | 一种基于界面复合产生自由载流子的新型有机太阳能电池 | |
| AU2010305910A1 (en) | Mixtures for producing photoactive layers for organic solar cells and organic photodetectors | |
| AU2013347855A1 (en) | Hybrid planar-mixed heterojunction for organic photovoltaics | |
| EP3101706A1 (en) | Polymer photovoltaics employing a squaraine donor additive | |
| WO2016011443A2 (en) | Stable organic photosensitive devices with exciton-blocking charge carrier filters utilizing high glass transition temperature materials | |
| US20120234380A1 (en) | Terrylene compounds, preparation thereof and use thereof in organic solar cells | |
| WO2012123888A1 (en) | Terrylene compounds, preparation thereof and use thereof in organic solar cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |