KR20200003710A - Polymer and organic solar cell comprising the same - Google Patents

Polymer and organic solar cell comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200003710A
KR20200003710A KR1020190041375A KR20190041375A KR20200003710A KR 20200003710 A KR20200003710 A KR 20200003710A KR 1020190041375 A KR1020190041375 A KR 1020190041375A KR 20190041375 A KR20190041375 A KR 20190041375A KR 20200003710 A KR20200003710 A KR 20200003710A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
substituted
same
different
polymer
Prior art date
Application number
KR1020190041375A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102683531B1 (en
Inventor
김지훈
임보규
이지영
박정하
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20200003710A publication Critical patent/KR20200003710A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102683531B1 publication Critical patent/KR102683531B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/124Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one nitrogen atom in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/126Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
    • H01L51/42
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/143Side-chains containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/145Side-chains containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/146Side-chains containing halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/324Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90Applications
    • C08G2261/91Photovoltaic applications
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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
    • H01L31/0256Semiconductor 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
    • H01L2031/0344Organic materials
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

The present specification provides: a polymer comprising a repeating unit represented by chemical formula 1 and a conjugated monomer; and an organic solar cell comprising the same. The polymer according to an embodiment of the present specification exhibits planarity, thereby having excellent aggregation characteristics and crystallinity, and having economical advantage in time and/or cost in manufacturing a device.

Description

중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지{POLYMER AND ORGANIC SOLAR CELL COMPRISING THE SAME}POLYMER AND ORGANIC SOLAR CELL COMPRISING THE SAME

본 출원은 2018년 7월 2일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0076380호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.This application claims the benefit of the application date of Korean Patent Application No. 10-2018-0076380 filed with the Korea Intellectual Property Office on July 2, 2018, the entire contents of which are incorporated herein.

본 명세서는 중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지에 관한 것이다.The present specification relates to a polymer and an organic solar cell including the same.

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

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

Two-layer organic photovoltaic cell(C.W.Tang, Appl. Phys. Lett., 48, 183.(1986))Two-layer organic photovoltaic cell (C.W.Tang, Appl. Phys. Lett., 48, 183. (1986)) Efficiencies via Network of Internal Donor-Acceptor Heterojunctions(G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science, 270, 1789. (1995))Efficiencies via Network of Internal Donor-Acceptor Heterojunctions (G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science, 270, 1789. (1995))

본 명세서는 중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지를 제공한다.The present specification provides a polymer and an organic solar cell including the same.

본 명세서는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위; 및The present specification is a repeating unit represented by the formula (1); And

공액 단량체를 포함하는 중합체를 제공한다.Provided are polymers comprising conjugated monomers.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에 있어서,In Chemical Formula 1,

m1, m2, q1 및 q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,m1, m2, q1 and q2 are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,

m1, m2, q1 및 q2가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,When m1, m2, q1 and q2 are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,

Z1 내지 Z6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,Z1 to Z6 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',

R1 내지 R12, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R1 to R12, R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 또 하나의 일 실시상태는 하기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및Another embodiment of the present specification is a first compound represented by the following formula (2); And

하기 화학식 3으로 표시되는 제2 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 중합체 제조방법을 제공한다.It provides a polymer manufacturing method comprising the step of reacting a second compound represented by the formula (3).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 2 및 3에 있어서,In Chemical Formulas 2 and 3,

m1, m2, q1 및 q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,m1, m2, q1 and q2 are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,

m1, m2, q1 및 q2가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,When m1, m2, q1 and q2 are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,

A1, A1', A2 및 A2'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; -BRaRb; 또는 -SnRaRbRc이며,A1, A1 ', A2 and A2' are the same as or different from each other, and each independently a halogen group; -BR a R b ; Or -SnR a R b R c ,

E1은 제1 공액 단량체이고,E1 is the first conjugated monomer,

Z1 내지 Z6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,Z1 to Z6 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',

R1 내지 R12, Ra, Rb, Rc, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R1 to R12, R a , R b , R c , R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극; Another embodiment of the present specification is a first electrode;

상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 A second electrode provided to face the first electrode; And

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, At least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, including a photoactive layer,

상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다.At least one layer of the organic material layer provides an organic solar cell comprising the polymer.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 중합체는 평면성을 나타내어, 뭉침(aggregation) 특성 및 결정성이 우수하다The polymer according to one embodiment of the present specification exhibits planarity, and is excellent in aggregation characteristics and crystallinity.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 중합체는 밴드갭의 감소 및/또는 빛의 흡수량의 증가의 효과를 가질 수 있다. 이에 따라, 유기 태양 전지에 적용시, 높은 전류값(Isc)을 나타냄에 따라, 우수한 효율을 나타낼 수 있다.The polymer according to one embodiment of the present specification may have the effect of reducing the band gap and / or increasing the amount of light absorbed. Accordingly, when applied to an organic solar cell, as the high current value Isc is exhibited, excellent efficiency can be exhibited.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 중합체는 높은 효율의 구현과 동시에 적절한 용해도를 가지고 있어, 소자의 제작시에 시간 및/또는 비용적으로 경제적인 이점이 있다. The polymer according to an exemplary embodiment of the present specification has a high solubility and at the same time has a suitable solubility, and thus has an economical time and / or cost in manufacturing the device.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 중합체는 유기 태양 전지에서 단독 또는 다른 물질과 혼합하여 사용이 가능하다. The polymer according to one embodiment of the present specification may be used alone or in combination with other materials in an organic solar cell.

도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.
도 2는 화합물 a-3의 MS 측정결과를 나타낸 도이다.
도 3은 화합물 a-3의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.
도 4는 화합물 a-4의 MS 측정결과를 나타낸 도이다.
도 5는 화합물 a-4의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.
도 6은 화합물 A의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.
도 7은 중합체 1의 DSC 측정 결과이다.
도 8은 중합체 1의 UV 측정 결과이다.
도 9는 화합물 b-2의 MS 측정결과를 나타낸 도이다.
도 10은 화합물 b-2의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.
도 11은 중합체 2의 DSC 측정 결과이다.
도 12는 중합체 2의 UV 측정 결과이다.
도 13은 중합체 6의 DSC 측정 결과이다.
도 14는 중합체 6의 UV 측정 결과이다.
1 illustrates an organic solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification.
2 is a diagram showing an MS measurement result of compound a-3.
3 is a diagram showing an NMR measurement result of compound a-3.
4 is a diagram showing an MS measurement result of compound a-4.
5 is a diagram showing a result of NMR measurement of compound a-4.
6 is a diagram showing an NMR measurement result of Compound A.
7 is a DSC measurement result of Polymer 1.
8 is a UV measurement result of Polymer 1.
9 is a diagram showing a result of MS measurement for compound b-2.
10 is a diagram showing an NMR measurement result of compound b-2.
11 is a DSC measurement result of Polymer 2.
12 is a UV measurement result of Polymer 2.
FIG. 13 is a DSC measurement result of Polymer 6. FIG.
14 is a result of UV measurement of polymer 6.

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

본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위; 및 공액 단량체를 포함하는 중합체를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification includes a repeating unit represented by Chemical Formula 1; And a conjugated monomer.

상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 전자 주개 성질을 갖는 티오펜(thiophene)과 전자 끌개(electron withdrawing) 성질을 갖는 벤조티아다이아졸(benzothiadiazole) 및 디케토피롤로피롤(diketopyrrolopyrrole)구조를 포함한다. 따라서, 상기 티오펜과 벤조티아다이아졸 간의 분자 내 상호작용(intramolecular interaction) 및 티오펜과 디케토필롤로피롤 간의 분자 내 상호작용으로 평면성이 우수하며, 뭉침(aggreagation) 특성을 나타내어, 결정성이 향상된다.The repeating unit represented by Chemical Formula 1 includes thiophene having electron donor properties and benzothiadiazole and diketopyrrolopyrrole structures having electron withdrawing properties. Therefore, the intermolecular interaction between the thiophene and the benzothiadiazole and the intramolecular interaction between the thiophene and the diketopyrrolopyrrole exhibit excellent planarity and agglomeration properties, thereby improving crystallinity. do.

또한, 화학식 1로 표시되는 반복단위의 측쇄는 일정 방향성을 가지고 있어, 결정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 화학식 1의 R9 및 R10이 일정 방향성을 가지고 있어 결정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the side chain of the repeating unit represented by the formula (1) has a certain orientation, it can improve the crystallinity. That is, R9 and R10 of the general formula (1) has a certain orientation can improve the crystallinity.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체는 화학식 1로 표시되는 반복단위; 및 공액 단량체를 포함하는 공중합체이다. In one embodiment of the present specification, the polymer is a repeating unit represented by Formula 1; And conjugated monomers.

본 명세서에 있어서 “반복단위”란 단량체 단위가 중합체에 반복되어 포함되는 구조로서, 1종의 복수개의 단량체가 중합에 의하여 중합체 내에 결합된 구조를 의미한다. As used herein, the term "repeating unit" refers to a structure in which a monomer unit is repeatedly included in a polymer, and a plurality of monomers are bonded to the polymer by polymerization.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, “화학식 1로 표시되는 반복단위”는 하기 구조를 주쇄에 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present specification, "the repeating unit represented by Chemical Formula 1" may include the following structure in the main chain.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 구조에 있어서, m1, m2, q1, q2, Z1 내지 Z6 및 R1 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.In the above structure, m1, m2, q1, q2, Z1 to Z6 and R1 to R12 are the same as defined in the formula (1).

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In this specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when a member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.

본 명세서에 있어서 “조합”은 하나의 구조를 여러 개 연결하거나, 상이한 종류의 구조를 연결하는 것을 의미한다.In the present specification, "combination" means connecting a plurality of structures or connecting different types of structures.

본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of substituents in the present specification are described below, but are not limited thereto.

본 명세서에 있어서,

Figure pat00005
는 다른 치환기, 단량체 또는 결합부에 결합되는 부위를 의미한다.In the present specification,
Figure pat00005
Means a site bonded to another substituent, monomer or binding moiety.

본 명세서에 있어서, 단량체는 고분자 내에 포함되는 반복단위를 의미할 수 있다. 예컨대, 공액 단량체는 고분자 내에 포함되는 공액 단량체로부터 유래된 반복단위를 의미할 수 있다.In the present specification, the monomer may mean a repeating unit included in the polymer. For example, the conjugated monomer may mean a repeating unit derived from the conjugated monomer included in the polymer.

본 명세서에서, 상기 “유래”란 화합물 내의 인접한 적어도 2개의 원소간의 결합이 끊기거나, 수소 또는 치환기가 떨어져 나가면서 새로운 결합이 발생하는 것을 의미하며, 상기 공액 단량체로부터 유래된 반복단위는 중합체의 주쇄 및 측쇄 중 하나 이상을 형성하는 단위를 의미할 수 있다. 상기 단위는 중합체 내 주쇄에 포함되어 중합체를 구성할 수 있다.In the present specification, "derived" means that the bond between at least two adjacent elements in the compound is broken, or new bond is generated while hydrogen or a substituent is separated, and the repeating unit derived from the conjugated monomer is a main chain of the polymer. And a unit forming one or more of the side chains. The unit may be included in the main chain in the polymer to constitute the polymer.

본 명세서에 있어서 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of substituents in the present specification are described below, but are not limited thereto.

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

본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 카르보닐기; 에스테르기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 알케닐기; 실릴기; 아민기; 아릴기; 및 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.In the present specification, the term "substituted or unsubstituted" is deuterium; Halogen group; Nitrile group; Nitro group; Carbonyl group; Ester group; Hydroxyl group; An alkyl group; Cycloalkyl group; An alkoxy group; Alkenyl groups; Silyl groups; Amine group; Aryl group; And it means that it is substituted with one or two or more substituents selected from the group consisting of a heterocyclic group or substituted with a substituent to which two or more substituents in the above-described substituents are connected, or does not have any substituents. For example, "a substituent to which two or more substituents are linked" may be a biphenyl group. That is, the biphenyl group may be an aryl group or may be interpreted as a substituent to which two phenyl groups are linked.

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

본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 30. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, pentyl, n-pentyl , Isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n -Heptyl, 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethyl Heptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 4-methylhexyl, 5-methylhexyl, and the like, but is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the cycloalkyl group is not particularly limited, but preferably has 3 to 30 carbon atoms, specifically, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, 3-methylcyclopentyl, 2,3-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 3-methylcyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, 2,3-dimethylcyclohexyl, 3,4,5-trimethylcyclohexyl, 4-tert-butylcyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and the like, but are not limited thereto. It is not.

본 명세서에 있어서, 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다.In the present specification, the aryl group may be monocyclic or polycyclic.

상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.When the aryl group is a monocyclic aryl group, carbon number is not particularly limited, but is preferably 6 to 30 carbon atoms. Specifically, the monocyclic aryl group may be a phenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, etc., but is not limited thereto.

상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Carbon number is not particularly limited when the aryl group is a polycyclic aryl group. It is preferable that it is C10-30. Specifically, the polycyclic aryl group may be a naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, pyrenyl group, perylenyl group, chrysenyl group, fluorenyl group, and the like, but is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the heterocyclic group includes one or more atoms other than carbon and heteroatoms, and specifically, the heteroatoms may include one or more atoms selected from the group consisting of O, N, Se, and S, and the like. Although carbon number is not particularly limited, it is preferably 2 to 30 carbon atoms, the heterocyclic group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the heterocyclic group include thiophene group, furanyl group, pyrrole group, imidazolyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, oxadiazolyl group, pyridyl group, bipyridyl group, pyrimidyl group, triazinyl group, tria Sleepyl group, acridil group, pyridazinyl group, pyrazinyl group, quinolinyl group, quinazolinyl group, quinoxalinyl group, phthalazinyl group, pyrido pyrimidyl group, pyrido pyrazinyl group, pyrazino pyrazinyl group , Isoquinolinyl group, indolyl group, carbazolyl group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzocarbazolyl group, benzothiophene group, dibenzothiophene group, benzofuranyl group, pe Nanthrolinyl group (phenanthroline), thiazolyl group, isooxazolyl group, oxadiazolyl group, thiadiazolyl group, phenothiazinyl group and dibenzofuranyl group and the like, but is not limited thereto.

본 명세서에서 카르보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Although carbon number of a carbonyl group in this specification is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C30. Specifically, it may be a compound having a structure as follows, but is not limited thereto.

Figure pat00006
Figure pat00006

본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소 또는 탄소가 탄소수 1 내지 25의 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the ester group may be substituted with oxygen or carbon of an ester group having 1 to 25 carbon atoms, a straight chain, branched chain or cyclic alkyl group or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. Specifically, it may be a compound of the following structural formula, but is not limited thereto.

Figure pat00007
Figure pat00007

본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkoxy group may be linear, branched or cyclic. Although carbon number of an alkoxy group is not specifically limited, It is preferable that it is C1-C30. Specifically, methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, i-propyloxy, n-butoxy, isobutoxy, tert-butoxy, sec-butoxy, n-pentyloxy, neopentyloxy, Isopentyloxy, n-hexyloxy, 3,3-dimethylbutyloxy, 2-ethylbutyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, benzyloxy, p-methylbenzyloxy and the like It may be, but is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the alkenyl group may be linear or branched chain, carbon number is not particularly limited, but is preferably 2 to 30. Specific examples include vinyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 3-methyl-1- Butenyl, 1,3-butadienyl, allyl, 1-phenylvinyl-1-yl, 2-phenylvinyl-1-yl, 2,2-diphenylvinyl-1-yl, 2-phenyl-2- ( Naphthyl-1-yl) vinyl-1-yl, 2,2-bis (diphenyl-1-yl) vinyl-1-yl, stilbenyl group, styrenyl group, and the like, but are not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, specifically, the silyl group includes trimethylsilyl group, triethylsilyl group, t-butyldimethylsilyl group, vinyldimethylsilyl group, propyldimethylsilyl group, triphenylsilyl group, diphenylsilyl group, phenylsilyl group, and the like. However, the present invention is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-아릴알킬아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, N-페닐나프틸아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the amine group is -NH 2 ; Alkylamine group; N-arylalkylamine group; Arylamine group; N-aryl heteroaryl amine group; It may be selected from the group consisting of an N-alkylheteroarylamine group and a heteroarylamine group, carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 30. Specific examples of the amine group include methylamine group, dimethylamine group, ethylamine group, diethylamine group, phenylamine group, naphthylamine group, biphenylamine group, anthracenylamine group, and 9-methyl-anthracenylamine group. , Diphenylamine group, N-phenylnaphthylamine group, ditolylamine group, N-phenyltolylamine group, triphenylamine group and the like, but is not limited thereto.

본 명세서에 있어서, 상기 알케닐렌기는 2가기인 것을 제외하고 전술한 알케닐기에 관한 설명이 적용될 수 있다.In the present specification, the alkenyl group described above may be applied except that the alkenylene group is a divalent group.

본 명세서에 있어서, 상기 아릴렌기는 2가기인 것을 제외하고 전술한 아릴기에 관한 설명이 적용될 수 있다.In the present specification, the above description about the aryl group may be applied except that the arylene group is a divalent group.

본 명세서에 있어서, 상기 2가의 헤테로고리기는 2가기인 것을 제외하고 전술한 헤테로고리기에 관한 설명이 적용될 수 있다.In the present specification, the description of the aforementioned heterocyclic group may be applied except that the divalent heterocyclic group is a divalent group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체는 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 단위를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the polymer includes a unit represented by the following Formula 1-1 or Formula 1-2.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,In Chemical Formulas 1-1 and 1-2,

m1, m2, m1', m2', q1, q2, q1' 및 q2'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,m1, m2, m1 ', m2', q1, q2, q1 'and q2' are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,

m1, m2, m1', m2', q1, q2, q1' 및 q2'가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,When m1, m2, m1 ', m2', q1, q2, q1 'and q2' are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,

Z1 내지 Z6 및 Z1' 내지 Z6'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,Z1 to Z6 and Z1 'to Z6' are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',

E1은 제1 공액 단량체이고,E1 is the first conjugated monomer,

E2는 제2 공액 단량체이며,E2 is the second conjugated monomer,

R1 내지 R12, R1' 내지 R12', R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,R1 to R12, R1 'to R12', R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,

f는 몰분율로서, 0<f<1인 실수이고,f is the mole fraction, which is a real number 0 <f <1,

g은 몰분율로서, 0<g<1인 실수이며,g is the mole fraction, which is a real number 0 <g <1,

f+g=1이다.f + g = 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m1 및 m2는 1이다.In one embodiment of the present specification, m1 and m2 are 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 m1' 및 m2'은 1이다.In one embodiment of the present specification, m1 'and m2' are 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 q1 및 q2는 2이다.In one embodiment of the present specification, q1 and q2 are two.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 q1' 및 q2'은 2이다.In one embodiment of the present specification, q1 'and q2' are two.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체는 하기 화학식 1-3 또는 화학식 1-4로 표시되는 단위를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the polymer includes a unit represented by the following Formula 1-3 or 1-4.

[화학식 1-3] [Formula 1-3]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 1-3 및 1-4에 있어서,In Chemical Formulas 1-3 and 1-4,

Z1 내지 Z6, Z1' 내지 Z6', Z3'', Z4'', Z3''' 및 Z4'''은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,Z1 to Z6, Z1 'to Z6', Z3 '', Z4 '', Z3 '' ', and Z4' '' are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR ', PR or GeRR',

E1은 제1 공액 단량체이고,E1 is the first conjugated monomer,

E2는 제2 공액 단량체이며,E2 is the second conjugated monomer,

R1 내지 R12, R1' 내지 R12', R3'' 내지 R6'' 및 R3''' 내지 R6''', R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,R1 to R12, R1 'to R12', R3 "to R6", and R3 '"to R6'", R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,

f는 몰분율로서, 0<f<1인 실수이고,f is the mole fraction, which is a real number 0 <f <1,

g은 몰분율로서, 0<g<1인 실수이며,g is the mole fraction, which is a real number 0 <g <1,

f+g=1이다.f + g = 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z1 내지 Z6는 각각 S이다.In one embodiment of the present specification, Z1 to Z6 are each S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z1' 내지 Z6'은 각각 S이다.In one embodiment of the present specification, Z1 'to Z6' are each S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Z3'', Z4'', Z3''' 및 Z4'''은 각각 S이다.In one embodiment of the present specification, Z3 '', Z4 '', Z3 '' 'and Z4' '' are each S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R12 및 R3'' 내지 R6''은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 to R12 and R3 ″ to R6 ″ are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 to R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R8은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 and R8 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R8은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R1 and R8 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R8은 각각 탄소수 1 내지 30의 분지쇄 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 and R8 are each a branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 내지 R7은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R2 to R7 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R9 및 R10는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기이다.In one embodiment of the present specification, R9 and R10 are the same as or different from each other, and are each independently a halogen group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R9 및 R10은 각각 불소이다.In one embodiment of the present specification, R9 and R10 are fluorine, respectively.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R11 and R12 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R11 and R12 are the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11 및 R12는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 분지쇄 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R11 and R12 are the same as or different from each other, and each independently a branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3'' 내지 R6''은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R3 ″ to R6 ″ are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1' 내지 R12' 및 R3''' 내지 R6'''는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 'to R12' and R3 '' 'to R6' '' are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Or a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1' 내지 R8'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 'to R8' are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1' 및 R8'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 'and R8' are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1' 및 R8'은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R1 'and R8' are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1' 및 R8'은 각각 탄소수 1 내지 30의 분지쇄 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 'and R8' are each a branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2' 내지 R7'은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R2 'to R7' are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R9' 및 R10'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기이다.In one embodiment of the present specification, R9 'and R10' are the same as or different from each other, and are each independently a halogen group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R9' 및 R10'는 각각 불소이다.In one embodiment of the present specification, R9 'and R10' are each fluorine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11' 및 R12'는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R11 'and R12' are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11' 및 R12'는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R11 'and R12' are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R11' 및 R12'는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 분지쇄 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R11 'and R12' are the same as or different from each other, and each independently a branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3''' 내지 R6'''은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R3 '' 'to R6' '' are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 1종의 공액 단량체일 수 있다.In one embodiment of the present specification, the conjugated monomer may be one conjugated monomer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 2종의 공액 단량체일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the conjugated monomer may be two kinds of conjugated monomers.

즉, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 1종의 공액 단량체 또는 2종의 공액 단량체일 수 있다. 예컨대, 상기 공액 단량체는 제1 공액 단량체 및 상기 제1 공액 단량체와 상이한 제2 공액 단량체를 포함한다.That is, in one embodiment of the present specification, the conjugated monomer may be one conjugated monomer or two conjugated monomers. For example, the conjugated monomer includes a first conjugated monomer and a second conjugated monomer different from the first conjugated monomer.

본 명세서에 있어서, “공액(conjugated) 단량체”는 화합물의 구조 내에 2개 이상의 다중결합이 단결합 1개를 사이에 끼워 존재하고, 상호 작용을 나타내는 것을 의미한다. In the present specification, "conjugated monomer" means that two or more multiple bonds are present in the structure of a compound with one single bond interposed therebetween, and exhibit interaction.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 치환 또는 비치환된 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기 중 1 또는 2 이상의 기의 조합을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the conjugated monomer includes a combination of one or two or more groups of a substituted or unsubstituted alkenylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, and a substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group. do.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 공액 단량체는 전자 주개 구조 또는 전자 받개 구조를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the conjugated monomer includes an electron donor structure or an electron acceptor structure.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 각각 독립적으로 하기 구조 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the conjugated monomers each independently include any one or a combination of two or more of the following structures.

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 구조에 있어서,In the above structure,

a, a', b 및 b'은 각각 1 내지 5의 정수이고,a, a ', b and b' are each an integer of 1 to 5,

a, a', b 및 b'이 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,when a, a ', b and b' are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,

X10 내지 X24 및 X27 내지 X41은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NRd, CRdRe, SiRdRe, PRd 또는 GeRdRe이며,X10 to X24 and X27 to X41 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR d , CR d R e , SiR d R e , PR d or GeR d R e ,

X25 및 X26는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C, Si 또는 Ge이며,X25 and X26 are the same as or different from each other, and each independently C, Si or Ge,

R110 내지 R135, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R110 to R135, R d and R e are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 하기 구조 중 어느 하나이다.In one embodiment of the present specification, the conjugated monomer is any one of the following structures.

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 구조에 있어서,In the above structure,

X14, X15 및 X30 내지 X41은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NRd, CRdRe, SiRdRe, PRd 또는 GeRdRe이며,X14, X15 and X30 to X41 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR d , CR d R e , SiR d R e , PR d or GeR d R e ,

R110, R111, R124 내지 R135, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R110, R111, R124 to R135, R d and R e are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X14, X15, X30, X31, X34, X35 X36 내지 X39 및 X41은 각각 S이다.In one embodiment of the present specification, X14, X15, X30, X31, X34, X35 X36 to X39 and X41 are each S.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as or different from each other, and each independently CR d R e , R d and R e is the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as or different from each other, and each independently CR d R e , R d and R e is the same as or different from each other, and is each independently a substituted or unsubstituted aryl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as or different from each other, and each independently CR d R e , R d and R e is the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted phenyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 페닐기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as each other, and each independently CR d R e , R d and R e are the same as each other, and are each independently a phenyl group substituted with an alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as or different from each other, and each independently CR d R e , R d and R e is the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as or different from each other, and each independently CR d R e , R d and R e is the same as or different from each other, and each independently a substituted or unsubstituted thiophene group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X32 및 X33은 서로 같고, 각각 독립적으로 CRdRe이며, Rd Re는 서로 같고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 티오펜기이다.In one embodiment of the present specification, X32 and X33 are the same as each other, and each independently CR d R e , R d and R e are the same as each other, and are each independently a thiophene group substituted with an alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X40은 NRd이며, Rd는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, X40 is NR d , and R d is a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X40은 NRd이며, Rd는 탄소수 1 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, X40 is NR d , and R d is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X40은 NRd이며, Rd는 탄소수 1 내지 30의 분지쇄 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, X40 is NR d , and R d is a branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R110 및 R111은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.In one embodiment of the present specification, R110 and R111 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R110 및 R111은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.In one embodiment of the present specification, R110 and R111 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted thiophene group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R110 및 R111은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 티오펜기이다.In one embodiment of the present specification, R110 and R111 are the same as or different from each other, and each independently a thiophene group substituted with an alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R124 및 R125는 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R124 and R125 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R126 내지 R131은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 또는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R126 to R131 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R126, R127, R130 및 R131은 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R126, R127, R130, and R131 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R128 및 R129는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R128 and R129 are the same as or different from each other, and are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R128 및 R129는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R128 and R129 are the same as or different from each other, and are each independently an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R128 및 R129는 서로 같고, 각각 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R128 and R129 are the same as each other, and are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R132 내지 R135는 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R132 to R135 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 공액 단량체는 하기 구조 중 어느 하나이다.In one embodiment of the present specification, the conjugated monomer is any one of the following structures.

Figure pat00014
Figure pat00014

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체는 하기 구조 중 어느 하나를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the polymer includes any one of the following structures.

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 구조에 있어서, In the above structure,

n은 1 내지 10,000의 정수이다.n is an integer from 1 to 10,000.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 2 내지 5,000의 정수이다.In one embodiment of the present specification, n is an integer of 2 to 5,000.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 5 내지 1,000의 정수이다. In one embodiment of the present specification, n is an integer of 5 to 1,000.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체의 말단기는 치환 또는 비치환된 아릴기이다. In one embodiment of the present specification, the end group of the polymer is a substituted or unsubstituted aryl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체의 말단기는 할로겐기로 치환된 아릴기이다. In one embodiment of the present specification, the end group of the polymer is an aryl group substituted with a halogen group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체의 말단기는 벤조트리플로라이드기이다. In one embodiment of the present specification, the end group of the polymer is a benzotrifluoride group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 2,000g/mol 내지 30,000,000g/mol이다. 바람직하게는, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 5,000g/mol 내지 10,000,000g/mol이다. 보다 바람직하게는, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 10,000g/mol 내지 5,000,000g/mol이다. In one embodiment of the present specification, the polymer has a number average molecular weight of 2,000 g / mol to 30,000,000 g / mol. Preferably, the number average molecular weight of the polymer is from 5,000 g / mol to 10,000,000 g / mol. More preferably, the number average molecular weight of the polymer is 10,000 g / mol to 5,000,000 g / mol.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체는 1 내지 100의 분자량 분포(PDI)를 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 중합체는 1 내지 3의 분자량 분포를 가진다. In one embodiment of the present specification, the polymer may have a molecular weight distribution (PDI) of 1 to 100. Preferably the polymer has a molecular weight distribution of 1-3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체는 랜덤 공중합체, 교대 공중합체 또는 블록 공중합체이다. In one embodiment of the present specification, the polymer is a random copolymer, an alternating copolymer or a block copolymer.

본 명세서의 일 실시상태는 하기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및An exemplary embodiment of the present specification is a first compound represented by the formula (2); And

하기 화학식 3으로 표시되는 제2 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 중합체 제조방법을 제공한다.It provides a polymer manufacturing method comprising the step of reacting a second compound represented by the formula (3).

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00016
Figure pat00016

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 화학식 2 및 3에 있어서,In Chemical Formulas 2 and 3,

m1, m2, q1 및 q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,m1, m2, q1 and q2 are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,

m1, m2, q1 및 q2가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,When m1, m2, q1 and q2 are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,

A1, A1', A2 및 A2' 는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; -BRaRb; 또는 -SnRaRbRc이며,A1, A1 ', A2 and A2' are the same as or different from each other, and each independently a halogen group; -BR a R b ; Or -SnR a R b R c ,

E1은 제1 공액 단량체이고,E1 is the first conjugated monomer,

Z1 내지 Z6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,Z1 to Z6 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',

R1 내지 R12, Ra, Rb, Rc, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.R1 to R12, R a , R b , R c , R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및In one embodiment of the present specification, the first compound represented by Formula 2; And

상기 화학식 3로 표시되는 제2 화합물을 반응시키는 단계는 Reacting the second compound represented by Formula 3 is

제1 화합물; 제2 화합물; 및 하기 화학식 4로 표시되는 제3 화합물을 반응시키는 단계를 포함한다.First compound; Second compound; And reacting the third compound represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 화학식 4에 있어서,In Chemical Formula 4,

A3 및 A3'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; -BRaRb; 또는 -SnRaRbRc이며,A3 and A3 'are the same as or different from each other, and each independently a halogen group; -BR a R b ; Or -SnR a R b R c ,

Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,R a , R b And R c are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,

E2는 상기 제1 공액 단량체와 상이한 제2 공액 단량체이다.E2 is a second conjugated monomer different from the first conjugated monomer.

즉, 본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체의 제조방법은 2종의 화합물을 반응시키는 단계를 포함하거나, 3종의 화합물을 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 이때 2종의 화합물은 상기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제2 화합물을 의미하며, 3종의 화합물은 제1 화합물; 제2 화합물; 및 상기 화학식 4로 표시되는 제3 화합물을 의미한다.That is, in one embodiment of the present specification, the method of preparing the polymer may include reacting two compounds, or may include reacting three compounds. At this time, the two compounds are the first compound represented by Formula 2; And a second compound represented by Chemical Formula 3, wherein the three compounds include a first compound; Second compound; And a third compound represented by Formula 4 above.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2의 m1, m2, q1, q2, Z1 내지 Z6 및 R1 내지 R12는 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.In one embodiment of the present specification, m1, m2, q1, q2, Z1 to Z6, and R1 to R12 of Chemical Formula 2 are the same as defined in Chemical Formula 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 3의 E1 및 화학식 4의 E2는 상기 중합체에서 정의한 바와 동일하다. 예컨대, 상기 E1 및 E2는 서로 상이하고, 각각 하기 구조 중 어느 하나이다.In one embodiment of the present specification, E1 of Formula 3 and E2 of Formula 4 are the same as defined in the polymer. For example, E1 and E2 are different from each other, and each has one of the following structures.

Figure pat00019
Figure pat00019

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1, A1', A2, A2', A3 및 A3'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; 또는 -SnRaRbRc이며, Ra, Rb, 및 Rc는 전술한 바와 같다.In one embodiment of the present specification, A1, A1 ', A2, A2', A3 and A3 'are the same as or different from each other, and each independently a halogen group; Or -SnR a R b R c , wherein R a , R b , and R c are as described above.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1, A1', A2, A2', A3 및 A3'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 브롬 또는 -SnRaRbRc 이며, Ra, Rb, 및 Rc는 치환 또는 비치환된 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, A1, A1 ', A2, A2', A3 and A3 'are the same as or different from each other, and are each independently bromine or -SnR a R b R c , and R a , R b And R c are substituted or unsubstituted alkyl groups.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 A1, A1', A2, A2', A3 및 A3'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 브롬 또는 -SnRaRbRc 이며, Ra, Rb, 및 Rc는 메틸기이다.In one embodiment of the present specification, A1, A1 ', A2, A2', A3 and A3 'are the same as or different from each other, and are each independently bromine or -SnR a R b R c , and R a , R b And R c are methyl groups.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제2 화합물을 반응시키는 단계는, 중합 용매에 제1 화합물 및 제2 화합물을 용해시킨 용액을 90℃ 내지 150℃에서 환류시키는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the first compound represented by Formula 2; And reacting the second compound represented by Chemical Formula 3 includes refluxing a solution of the first compound and the second compound in a polymerization solvent at 90 ° C. to 150 ° C.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체 제조방법은 용매에 제1 화합물; 제2 화합물; 및 제3 화합물을 용해시키는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the polymer manufacturing method comprises a first compound in a solvent; Second compound; And dissolving the third compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 화합물; 제2 화합물; 및 상기 화학식 4로 표시되는 제3 화합물을 반응시키는 단계는 상기 제1 화합물 및 제2 화합물이 용해된 용액에 제3 화합물을 추가한 후, 90℃ 내지 150℃에서 환류시키는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the first compound; Second compound; And reacting the third compound represented by Chemical Formula 4 includes adding a third compound to a solution in which the first compound and the second compound are dissolved, and then refluxing at 90 ° C to 150 ° C.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 환류시키는 단계 이후에, 실리카 컬럼의 통과, 여과 및 속시렛 추출하는 단계 중 하나 이상을 더 수행할 수 있다.In one embodiment of the present specification, after the refluxing step, one or more of passing through a silica column, filtering and extracting soxhlet may be further performed.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 중합 용매이다.In one embodiment of the present specification, the solvent is a polymerization solvent.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합 용매는 톨루엔, 디메틸포름아미드(DMF), 클로로벤젠, 다이클로로벤젠 및 트리클로로벤젠일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the polymerization solvent may be toluene, dimethylformamide (DMF), chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용액 내 제2 화합물의 함량은 제1 화합물 1mol 대비 0.3mol 내지 1mol이다. In one embodiment of the present specification, the content of the second compound in the solution is 0.3 mol to 1 mol relative to 1 mol of the first compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용액 내 제3 화합물의 함량은 제1 화합물 1mol 대비 0.3mol 내지 1mol이다. In one embodiment of the present specification, the content of the third compound in the solution is 0.3 mol to 1 mol relative to 1 mol of the first compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용액은 상기 중합 용매에 각 화합물이 용해되어 있는 것을 의미한다.In one embodiment of the present specification, the solution means that each compound is dissolved in the polymerization solvent.

본 명세서의 일 실시상태는, 제1 전극; An exemplary embodiment of the present specification, the first electrode;

상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 A second electrode provided to face the first electrode; And

상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, It includes at least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, including a photoactive layer,

상기 유기물층 중 1층 이상은 상기 중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지를 제공한다. At least one layer of the organic material layer provides an organic solar cell comprising the polymer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 상기 중합체를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the photoactive layer includes the polymer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 전자 주개(donor) 및 받개(acceptor)를 포함하고, 상기 전자 주개는 상기 중합체를 포함한다. In one embodiment of the present specification, the photoactive layer includes an electron donor and an acceptor, and the electron donor includes the polymer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 받개는 플러렌, 플러렌 유도체, 바소쿠프로인, 반도체성 원소, 반도체성 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로 상기 전자 받개는 PC60BM(phenyl C60-butyric acid methyl ester), PC61BM(phenyl C61-butyric acid methyl ester) 또는 PC71BM(phenyl C71-butyric acid methyl ester)가 될 수 있다.In one embodiment of the present specification, the electron acceptor may be selected from the group consisting of fullerene, fullerene derivatives, vasocuproin, semiconducting elements, semiconducting compounds, and combinations thereof. Specifically, the electron acceptor may be PC 60 BM (phenyl C 60 -butyric acid methyl ester), PC 61 BM (phenyl C 61 -butyric acid methyl ester) or PC 71 BM (phenyl C 71 -butyric acid methyl ester) have.

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

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 전자 주개 및 전자 받개는 1:10 내지 10:1의 비율(w/w)로 혼합될 수 있다. 구체적으로, 전자 주개 및 전자 받개는 1:1 내지 1:10의 비율(w/w)로 혼합될 수 있으며, 더 구체적으로, 전자 주개 및 전자 받개는 1:1 내지 1:5의 비율(w/w)로 혼합될 수 있다. 필요에 따라, 전자 주개 및 전자 받개는 1:1 내지 1:3의 비율(w/w)로 혼합될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the electron donor and the electron acceptor may be mixed in a ratio (w / w) of 1:10 to 10: 1. Specifically, the electron donor and the electron acceptor may be mixed in a ratio (w / w) of 1: 1 to 1:10, and more specifically, the electron donor and the electron acceptor may be mixed in a ratio of 1: 1 to 1: 5 (w). / w). If necessary, the electron donor and the electron acceptor may be mixed in a ratio (w / w) of 1: 1 to 1: 3.

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

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

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 전하발생층, 전자차단층, 전자주입층 및 전자수송층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 유기물층을 더 포함한다.In one embodiment of the present specification, the organic solar cell is one or more organic material layer selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generating layer, an electron blocking layer, an electron injection layer and an electron transport layer. It includes more.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공수송층, 정공주입층 또는 정공수송과 정공주입을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함한다. In one embodiment of the present specification, the organic material layer includes a hole transport layer, a hole injection layer, or a layer for simultaneously transporting holes and holes, and the hole transport layer, the hole injection layer, or a layer for simultaneously transporting holes and holes It includes the compound.

또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자수송층 또는 전자주입과 전자수송을 동시에 하는 층은 상기 화합물을 포함한다. In another exemplary embodiment, the organic material layer includes an electron injection layer, an electron transport layer, or a layer for simultaneously injecting and transporting electrons, and the electron injection layer, the electron transport layer, or the layer for simultaneously transporting electrons and transporting electrons. It includes the compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 제1 전극, 광활성층 및 제2 전극을 포함한다. 상기 유기 태양 전지는 기판, 정공수송층 및/또는 전자수송층이 더 포함될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the organic solar cell includes a first electrode, a photoactive layer, and a second electrode. The organic solar cell may further include a substrate, a hole transport layer, and / or an electron transport layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 기판 및 정공수송층을 더 포함한다.In one embodiment of the present specification, the organic solar cell further includes a substrate and a hole transport layer.

도 1은 제1 전극(101), 전자수송층(102), 광활성층(103), 정공수송층(104) 및 제2 전극(105)을 포함하는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.1 illustrates an organic solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification including a first electrode 101, an electron transport layer 102, a photoactive layer 103, a hole transport layer 104, and a second electrode 105. It is also.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 기판, 정공수송층 및 전자수송층을 더 포함한다.In one embodiment of the present specification, the organic solar cell further includes a substrate, a hole transport layer, and an electron transport layer.

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

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 노멀(Normal)구조이다. 상기 노멀구조에서는 기판, 제1 전극, 정공수송층, 광활성층을 포함하는 유기물층, 전자수송층 및 제2 전극의 순서로 적층될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the organic solar cell has a normal structure. In the normal structure, a substrate, a first electrode, a hole transport layer, an organic material layer including a photoactive layer, an electron transport layer, and a second electrode may be stacked in this order.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 인버티드(Inverted) 구조이다. 상기 인버티드 구조에서는 기판, 제1 전극, 전자수송층, 광활성층을 포함하는 유기물층, 정공수송층 및 제2 전극의 순서로 적층될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the organic solar cell has an inverted structure. In the inverted structure, a substrate, a first electrode, an electron transport layer, an organic material layer including a photoactive layer, a hole transport layer, and a second electrode may be stacked in this order.

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

상기 제1 전극은 투명하고 전도성이 우수한 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸싸이오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)싸이오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.The first electrode may be a transparent and excellent conductive material, but is not limited thereto. Metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, gold or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO); Combinations of metals and oxides such as ZnO: Al or SnO 2 : Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDOT), polypyrrole and polyaniline, and the like, but are not limited thereto.

상기 제1 전극의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 스퍼터링, E-빔, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법을 사용하여 기판의 일면에 도포되거나 필름형태로 코팅됨으로써 형성될 수 있다.The method of forming the first electrode is not particularly limited, but may be applied to one surface of the substrate or in the form of a film using, for example, sputtering, E-beam, thermal deposition, spin coating, screen printing, inkjet printing, doctor blade or gravure printing. It can be formed by coating.

상기 제1 전극을 기판 상에 형성하는 경우, 이는 세정, 수분제거 및 친수성 개질 과정을 거칠 수 있다. When the first electrode is formed on the substrate, it may be subjected to cleaning, moisture removal, and hydrophilic modification.

예컨대, 패터닝된 ITO 기판을 세정제, 아세톤, 이소프로필 알코올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음, 수분 제거를 위해 가열판에서 100℃ 내지 150℃에서 1분 내지 30분간, 바람직하게는 120℃에서 10분간 건조하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질한다.For example, the patterned ITO substrate is sequentially cleaned with a detergent, acetone, and isopropyl alcohol (IPA), and then 1 to 30 minutes at 100 ° C. to 150 ° C., preferably at 120 ° C. for 10 minutes, on a heating plate to remove moisture. When the substrate is dried and thoroughly cleaned, the surface of the substrate is modified to be hydrophilic.

상기와 같은 표면 개질을 통해 접합 표면 전위를 광활성층의 표면 전위에 적합한 수준으로 유지할 수 있다. 또한, 개질 시 제1 전극 위에 고분자 박막의 형성이 용이해지고, 박막의 품질이 향상될 수도 있다. Through such surface modification, the bonding surface potential can be maintained at a level suitable for the surface potential of the photoactive layer. In addition, it is easy to form the polymer thin film on the first electrode during modification, the quality of the thin film may be improved.

제1 전극의 형성을 위한 전 처리 기술로는 a) 평행 평판형 방전을 이용한 표면 산화법, b) 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법, 및 c) 플라즈마에 의해 생성된 산소 라디칼을 이용하여 산화하는 방법 등이 있다.Pretreatment techniques for the formation of the first electrode include a) surface oxidation using parallel plate discharge, b) oxidation of the surface through ozone generated using UV ultraviolet light in a vacuum state, and c) by plasma. And oxidation using the generated oxygen radicals.

제1 전극 또는 기판의 상태에 따라 상기 방법 중 한가지를 선택할 수 있다. 다만, 어느 방법을 이용하든지 공통적으로 제1 전극 또는 기판 표면의 산소이탈을 방지하고 수분 및 유기물의 잔류를 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이 때, 전 처리의 실질적인 효과를 극대화할 수 있다. One of the above methods can be selected according to the state of the first electrode or the substrate. In any case, however, it is preferable to prevent oxygen escape from the surface of the first electrode or the substrate and to minimize the residual of moisture and organic matter in common. At this time, the substantial effect of the pretreatment can be maximized.

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

그러나, 본 명세서에 있어서의 패터닝된 ITO 기판의 표면 개질 방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.However, the surface modification method of the patterned ITO substrate in this specification does not need to be specifically limited, Any method may be used as long as it is a method of oxidizing a substrate.

상기 제2 전극은 일함수가 작은 금속이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Fe, Al:Li, Al:BaF2, Al:BaF2:Ba와 같은 다층 구조의 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The second electrode may be a metal having a small work function, but is not limited thereto. Specifically, metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; LiF / Al, LiO 2 / Al, LiF / Fe, Al: Li, Al: BaF 2 , Al: BaF 2 It may be a material of a multi-layer structure such as, but is not limited thereto.

상기 제2 전극은 5x10- 7torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 증착되어 형성될 수 있으나, 이 방법에만 한정되는 것은 아니다.The second electrode is 5x10 - may be formed is deposited on the internal heat evaporator showing a degree of vacuum of less than 7 torr, not limited to this method.

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

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

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

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

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

제조예 1. 중합체 1의 제조 Preparation Example 1 Preparation of Polymer 1

(1) 화합물 a-3의 제조(1) Preparation of Compound a-3

Figure pat00020
Figure pat00020

120mL 톨루엔(toluene)에 화합물 a-1(5.71g, 5.60mmol) 및 화합물 a-2(7.19g, 13mmol)를 녹이고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(0.25g, 0.22mmol)를 넣고, 점진적으로 가열하여 90℃, 100℃, 110℃에서 각각 48시간 동안 반응하였다. 냉각 후 생성된 잔류물을 메탄올에 침전시키고, 여과한 후, 물로 세척하였다. 건조과정을 통해 용매를 증발시키고, 잔류 생성물은 메틸렌클로라이드(methylene chloride)와 클로로포름(chloroform)을 사용하는 속성 크로마토그래피(flash chromatography)를 통하여 정제한 후, 메틸렌클로라이드와 메탄올을 이용하여 재결정화하여 고체를 얻었다. 그 후 상기 고체를 메탄올로 세척하고, 진공 조건에서 24시간 건조하여 화합물 a-3를 4.13g 얻었다. (수율: 45%) (MALDI-TOF MS: 1636.5g/mol)Compound a-1 (5.71 g, 5.60 mmol) and compound a-2 (7.19 g, 13 mmol) were dissolved in 120 mL toluene, and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (0.25g, 0.22mmol) was added, and gradually heated to react at 90 ° C, 100 ° C, and 110 ° C for 48 hours. The resulting residue after cooling was precipitated in methanol, filtered and washed with water. The solvent is evaporated through drying, and the residual product is purified by flash chromatography using methylene chloride and chloroform, and then recrystallized from methylene chloride and methanol to obtain a solid. Got. Thereafter, the solid was washed with methanol, and dried in vacuo for 24 hours to obtain 4.13 g of compound a-3. (Yield 45%) (MALDI-TOF MS: 1636.5 g / mol)

도 2는 화합물 a-3의 MS 측정결과를 나타낸 도이다.2 is a diagram showing an MS measurement result of compound a-3.

도 3은 화합물 a-3의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.3 is a diagram showing an NMR measurement result of compound a-3.

(2) 화합물 a-4의 제조(2) Preparation of Compound a-4

Figure pat00021
Figure pat00021

상온에서 질소분위기하의 테트라히드로퓨란(THF) 400mL에 화합물 a-3(4.12g, 2.52mmol)를 녹이고, 테트라부틸암모니움플로라이드(tetrabutylammonium fluoride, TBAF)가 녹아있는 테트라히드로퓨란 용액(1.0M, 10mL, 10mmol, 5% H2O포함)을 적하하여 생성된 생성물을 2시간동안 리플럭스(reflux)하였다. 그 후 50mL의 에테르(ether)와 10mL의 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액을 첨가하고 10분간 교반하였다. 그 후 염화나트륨(NaCl) 수용액을 이용하여 세척하고, 진공조건 하에서 용매를 증발시켰다. 잔류 생성물은 클로로포름을 사용하는 속성 크로마토그래피(flash chromatography)를 통하여 정제한 후, 클로로포름을 이용하여 재결정화하여 고체를 얻었다. 그 후 상기 고체를 물, 메탄올, 헥세인(hexane), 아세트산에틸(ethyl acetate), 아세톤(acetone)을 통하여 세척한 후 진공조건에서 24시간 건조하여 화합물 a-4를 1g 얻었다. (수율: 27%) (MALDI-TOF MS: 1492.7g/mol)Tetrahydrofuran solution (1.0M, in which compound a-3 (4.12 g, 2.52 mmol) was dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran (THF) under nitrogen atmosphere at room temperature, and in which tetrabutylammonium fluoride (TBAF) was dissolved. 10 mL, 10 mmol, including 5% H 2 O) was added dropwise and the resulting product was refluxed for 2 hours. Thereafter, 50 mL of ether and 10 mL of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) aqueous solution were added and stirred for 10 minutes. Thereafter, the mixture was washed with an aqueous sodium chloride (NaCl) solution, and the solvent was evaporated under vacuum conditions. The residual product was purified by flash chromatography using chloroform and then recrystallized using chloroform to obtain a solid. Thereafter, the solid was washed with water, methanol, hexane, hexane, ethyl acetate, and acetone, and then dried under vacuum for 24 hours to obtain 1 g of compound a-4. (Yield 27%) (MALDI-TOF MS: 1492.7 g / mol)

도 4는 화합물 a-4의 MS 측정결과를 나타낸 도이다.4 is a diagram showing an MS measurement result of compound a-4.

도 5는 화합물 a-4의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.5 is a diagram showing a result of NMR measurement of compound a-4.

(3) 화합물 A의 제조(3) Preparation of Compound A

Figure pat00022
Figure pat00022

0℃의 클로로포름(CHCl3) 300mL에 화합물 a-4(0.98g, 0.66mmol)와 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide, NBS)(0.25g, 1.40mmol)을 넣고 상온에서 24시간 교반하였다. 그 후 용매를 증발시키고, 잔여물을 사용하는 속성 크로마토그래피(flash chromatography, eluent(헥세인 to 헥세인:메틸렌클로라이드))를 통하여 정제하여 화합물 A를 0.881g 얻었다. (수율: 81%) (MALDI-TOF MS: 1648.6g/mol)To 300 mL of chloroform (CHCl 3 ) at 0 ° C., Compound a-4 (0.98 g, 0.66 mmol) and N-bromosuccinimide (NBS) (0.25 g, 1.40 mmol) were added and stirred at room temperature for 24 hours. It was. Thereafter, the solvent was evaporated and purified through flash chromatography (eluent (hexane to hexane: methylene chloride)) using the residue to obtain 0.881 g of Compound A. (Yield 81%) (MALDI-TOF MS: 1648.6 g / mol)

도 6은 화합물 A의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.6 is a diagram showing an NMR measurement result of Compound A.

(4) 중합체 1의 제조(4) Preparation of Polymer 1

Figure pat00023
Figure pat00023

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 A(0.25mmol) 및 화합물 C-1(0.25mmol) 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 중합체 1을 137mg 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 1이 제조되었음을 확인하였다. (수율: 24%, Mn=10,100g/mol, PDI=1.8)In a 100 mL flask under nitrogen (N 2 ) atmosphere, 12 mL of toluene, 3 mL of DMF, Compound A (0.25 mmol) and Compound C-1 (0.25 mmol) were added and bubbled with nitrogen for 30 minutes. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected and purified, and dried under vacuum to obtain 137 mg of polymer 1. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer 1 was prepared. (Yield 24%, Mn = 10,100 g / mol, PDI = 1.8)

도 7은 중합체 1의 DSC 측정 결과이다.7 is a DSC measurement result of Polymer 1.

도 7을 통해 중합체 1이 결정 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.It can be seen from FIG. 7 that Polymer 1 has crystalline properties.

도 8은 중합체 1의 UV 측정 결과이다.8 is a UV measurement result of Polymer 1.

도 8을 통해 중합체 1이 가시광 및 적외선 영역의 광을 흡수하는 것을 확인할 수 있다.8 shows that the polymer 1 absorbs light in the visible and infrared regions.

도 8에서 (a)는 중합체 1의 용액상태에서의 UV 데이터이며, (b)는 필름상태에서의 중합체 1을, (c)는 필름상태로 110℃에서 10분 열처리한 후의 중합체 1을 측정한 UV 데이터이다.In FIG. 8, (a) shows UV data in a solution state of polymer 1, (b) shows polymer 1 in a film state, and (c) measures polymer 1 after heat treatment at 110 ° C. for 10 minutes in a film state. UV data.

이때, 용액 상태는 중합체 1을 클로로벤젠 용액에 녹인 상태이며, 필름은 용액상태의 중합체 1을 스핀코팅 방법을 통하여 형성하였다. At this time, the solution state is a state in which polymer 1 is dissolved in a chlorobenzene solution, and a film is formed by spin coating the polymer 1 in solution state.

UV 측정은 Agilent사의 Cary UV-vis-NIR spectrometer장비를 이용하여 실온에서 측정하였다. UV measurements were performed at room temperature using an Agilent Cary UV-vis-NIR spectrometer.

제조예 2. 중합체 2의 제조Preparation Example 2 Preparation of Polymer 2

(1) 화합물 b-2의 제조(1) Preparation of Compound b-2

Figure pat00024
Figure pat00024

250mL의 THF에 화합물 b-1(5.0g, 9mmol)을 녹이고 -78℃에서 서서히 1M 리튬 디이소프로필아미드(Lithium diisopropylamide, LDA)(15mL, 15mmol)을 주입하였다. 이후 1시간 동안 반응 후, 트리메틸틴클로라이드 (trimethyltin chloride, Me3SnCl)(1M, 15mmol)을 서서히 주입하고 상온으로 올린 후 상온에서 5시간 교반하였다. 그 후 염화나트륨(NaCl) 수용액을 이용하여 세척하고, 진공조건 하에서 용매를 증발하여 화합물 b-2를 5.84g 얻었다. (수율: 90%)Compound b-1 (5.0 g, 9 mmol) was dissolved in 250 mL of THF, and 1 M lithium diisopropylamide (LDA) (15 mL, 15 mmol) was slowly injected at -78 ° C. After the reaction for 1 hour, trimethyltin chloride (trimethyltin chloride, Me 3 SnCl) (1M, 15mmol) was slowly injected and raised to room temperature and stirred at room temperature for 5 hours. Thereafter, the mixture was washed with an aqueous sodium chloride (NaCl) solution, and the solvent was evaporated under vacuum to obtain 5.84 g of compound b-2. (Yield 90%)

도 9는 화합물 b-2의 MS 측정결과를 나타낸 도이다.9 is a diagram showing a result of MS measurement for compound b-2.

도 10은 화합물 b-2의 NMR 측정결과를 나타낸 도이다.10 is a diagram showing an NMR measurement result of compound b-2.

(2) 화합물 b-3의 제조(2) Preparation of Compound b-3

Figure pat00025
Figure pat00025

50mL 톨루엔(toluene)에 화합물 a-1(5.09g, 5.00mmol)와 화합물 b-2(8.66g, 12mmol)를 녹이고, 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(0.25g, 0.22mmol)를 넣고, 점진적으로 가열하여 90℃, 100℃, 110℃에서 각각 48시간 동안 반응하였다. 냉각 시 생성된 잔류물을 메탄올에 침전시키고, 여과한 후 물로 세척하였다. 그 후 건조과정을 통해 용매를 증발시키고, 잔류 생성물은 메틸렌클로라이드(methylene chloride)와 클로로포름(chloroform)을 사용하는 속성 크로마토그래피(flash chromatography)를 통하여 정제한 후, 메틸렌클로라이드와 메탄올을 이용하여 재결정화하여 고체를 얻었다. 상기 고체를 메탄올로 세척하고, 진공 조건에서 24시간 건조하여 화합물 b-3을 7.41g 얻었다. (수율: 75%) (MALDI-TOF MS: 1973.0g/mol)Dissolve compound a-1 (5.09 g, 5.00 mmol) and compound b-2 (8.66 g, 12 mmol) in 50 mL toluene, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (0.25g, 0.22mmol) was added, and gradually heated to react at 90 ° C, 100 ° C, and 110 ° C for 48 hours. The resulting residue on cooling was precipitated in methanol, filtered and washed with water. The solvent is then evaporated through drying, and the residual product is purified by flash chromatography using methylene chloride and chloroform, followed by recrystallization with methylene chloride and methanol. To obtain a solid. The solid was washed with methanol and dried in vacuo for 24 hours to obtain 7.41 g of compound b-3. (Yield 75%) (MALDI-TOF MS: 1973.0 g / mol)

(3) 화합물 b-4의 제조(3) Preparation of Compound b-4

Figure pat00026
Figure pat00026

상온에서 질소분위기하의 테트라히드로퓨란(THF) 150mL에 화합물 b-3(7.31g, 3.70mmol)을 녹이고, 테트라부틸암모니움플로라이드(tetrabutylammonium fluoride, TBAF)가 녹아있는 테트라히드로퓨란 용액(1.0M, 8mL, 8mmol, 5% H2O포함)을 적하하여 생성된 생성물을 2시간동안 리플럭스(reflux)하였다. 그 후 50mL의 에테르(ether)와 10mL의 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액을 첨가하고 10분간 교반하였다. 그 후 염화나트륨(NaCl) 수용액을 이용하여 세척하고, 진공조건 하에서 용매를 증발시켰다. 잔류 생성물은 클로로포름을 사용하는 속성 크로마토그래피(flash chromatography)를 통하여 정제한 후, 클로로포름을 이용하여 재결정화하여 어두운 보라색 고체를 얻었다. 그 후 상기 고체를 물, 메탄올, 헥세인(hexane), 아세트산에틸(ethyl acetate), 아세톤(acetone)을 통하여 세척한 후 진공조건에서 24시간 건조하여 화합물 b-4를 5.4g 얻었다. (수율: 80%) (MALDI-TOF MS: 1828.8g/mol)Tetrahydrofuran solution (1.0M, in which compound b-3 (7.31 g, 3.70 mmol) is dissolved in 150 mL of tetrahydrofuran (THF) under nitrogen atmosphere at room temperature, and in which tetrabutylammonium fluoride (TBAF) is dissolved. 8 mL, 8 mmol, including 5% H 2 O) was added dropwise and the resulting product was refluxed for 2 hours. Thereafter, 50 mL of ether and 10 mL of sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) aqueous solution were added and stirred for 10 minutes. Thereafter, the mixture was washed with an aqueous sodium chloride (NaCl) solution, and the solvent was evaporated under vacuum conditions. The residual product was purified by flash chromatography using chloroform and then recrystallized using chloroform to give a dark purple solid. Thereafter, the solid was washed with water, methanol, hexane, ethyl acetate, and acetone, and then dried under vacuum for 24 hours to obtain 5.4 g of compound b-4. (Yield 80%) (MALDI-TOF MS: 1828.8 g / mol)

(4) 화합물 B의 제조(4) Preparation of Compound B

Figure pat00027
Figure pat00027

0℃의 클로로포름 100mL에 화합물 b-4(4.57g, 2.5mmol)와 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide, NBS)(1.07g, 6.0mmol)을 넣고 상온에서 24시간 교반하였다. 그 후 용매를 증발시키고, 잔여물을 사용하는 속성 크로마토그래피(flash chromatography, eluent(헥세인 to 헥세인:메틸렌클로라이드))를 통하여 정제하여 화합물 B를 4.1g 얻었다. (수율: 82%) (MALDI-TOF MS: 1984.6g/mol)Compound b-4 (4.57 g, 2.5 mmol) and N-bromosuccinimide (NBS) (1.07 g, 6.0 mmol) were added to 100 mL of chloroform at 0 ° C., and stirred at room temperature for 24 hours. Thereafter, the solvent was evaporated and purified through flash chromatography (eluent (hexane to hexane: methylene chloride)) using the residue to obtain 4.1 g of compound B. (Yield 82%) (MALDI-TOF MS: 1984.6 g / mol)

(5) 중합체 2의 제조(5) Preparation of Polymer 2

Figure pat00028
Figure pat00028

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 B(0.25mmol) 및 화합물 C-1(0.25mmol) 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 중합체 2를 452mg 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 2가 제조되었음을 확인하였다. (수율: 69%, Mn=24,500g/mol, PDI=1.7)12 mL of toluene, 3 mL of DMF, Compound B (0.25 mmol) and Compound C-1 (0.25 mmol) were added to a 100 mL flask under nitrogen (N 2 ) atmosphere, and nitrogen bubbled for 30 minutes. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected and purified, and dried under vacuum to obtain 452 mg of polymer 2. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer 2 was prepared. (Yield 69%, Mn = 24,500 g / mol, PDI = 1.7)

도 11은 중합체 2의 DSC 측정 결과이다.11 is a DSC measurement result of Polymer 2.

도 11을 통해 중합체 2의 결정 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.It can be seen from FIG. 11 that the polymer 2 has crystallinity.

도 12는 중합체 2의 UV 측정 결과이다.12 is a UV measurement result of Polymer 2.

도 12를 통해 중합체 2가 가시광 및 적외선 영역의 광을 흡수하는 것을 확인할 수 있다.12, it can be seen that the polymer 2 absorbs light in the visible and infrared regions.

도 12에서 (a)는 중합체 2의 용액상태에서의 UV 데이터이며, (b)는 필름상태에서의 중합체 2를, (c)는 필름상태로 110℃에서 10분 열처리한 후의 중합체 2를 측정한 UV 데이터이다.In FIG. 12, (a) shows UV data in a solution state of polymer 2, (b) shows polymer 2 in a film state, and (c) measures polymer 2 after heat treatment at 110 ° C. for 10 minutes in a film state. UV data.

이때, 용액 상태는 중합체 2를 클로로벤젠 용액에 녹인 상태이며, 필름은 용액상태의 중합체 2를 스핀코팅 방법을 통하여 형성하였다. In this case, the solution state is a state in which polymer 2 is dissolved in a chlorobenzene solution, and a film is formed by spin coating the polymer 2 in solution state.

제조예 3. 중합체 3의 제조Preparation Example 3 Preparation of Polymer 3

Figure pat00029
Figure pat00029

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 B(0.25mmol) 및 화합물 C-2(0.25mmol) 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 중합체 3을 580mg 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 3이 제조되었음을 확인하였다. (수율: 81%, Mn=31,200g/mol, PDI=1.5)In a 100 mL flask under nitrogen (N 2 ) atmosphere, 12 mL of toluene, 3 mL of DMF, Compound B (0.25 mmol) and Compound C-2 (0.25 mmol) were added and bubbled with nitrogen for 30 minutes. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected and purified, and dried under vacuum to obtain 580 mg of polymer 3. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer 3 was prepared. (Yield 81%, Mn = 31,200 g / mol, PDI = 1.5)

제조예 4. 중합체 4의 제조Preparation Example 4 Preparation of Polymer 4

Figure pat00030
Figure pat00030

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 B(0.25mmol) 및 화합물 C-3(0.25mmol) 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 중합체 4를 657mg 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 4가 제조되었음을 확인하였다. (수율: 62%, Mn=20,300g/mol, PDI=1.8)12 mL of toluene, 3 mL of DMF, Compound B (0.25 mmol) and Compound C-3 (0.25 mmol) were added to a 100 mL flask under nitrogen (N 2 ) atmosphere, and nitrogen bubbled for 30 minutes. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected, purified, and dried under vacuum to yield 657 mg of polymer 4. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer 4 was prepared. (Yield 62%, Mn = 20,300 g / mol, PDI = 1.8)

제조예 5. 중합체 5의 제조 Preparation Example 5 Preparation of Polymer 5

Figure pat00031
Figure pat00031

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 B(0.25mmol) 및 화합물 C-4(0.25mmol) 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 중합체 5를 618mg 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 5가 제조되었음을 확인하였다. (수율: 87%, Mn=31,800g/mol, PDI=2.2)12 mL of toluene, 3 mL of DMF, Compound B (0.25 mmol) and Compound C-4 (0.25 mmol) were added to a 100 mL flask under nitrogen (N 2 ) atmosphere, and nitrogen bubbled for 30 minutes. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected, purified, and dried under vacuum to give 618 mg of polymer 5. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer 5 was prepared. (Yield 87%, Mn = 31,800 g / mol, PDI = 2.2)

제조예 6. 중합체 6의 제조Preparation Example 6 Preparation of Polymer 6

Figure pat00032
Figure pat00032

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 B(0.3mmol) 및 화합물 C-5(0.3mmol) 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 중합체 6을 434mg 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 6이 제조되었음을 확인하였다. (수율: 60%, Mn=29,000g/mol, PDI=1.4)12 mL of toluene, 3 mL of DMF, Compound B (0.3 mmol), and Compound C-5 (0.3 mmol) were added to a 100 mL flask under nitrogen (N 2 ) atmosphere, and nitrogen bubbled for 30 minutes. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected and purified, and dried under vacuum to obtain 434 mg of polymer 6. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer 6 was produced. (Yield 60%, Mn = 29,000 g / mol, PDI = 1.4)

도 13은 중합체 6의 DSC 측정 결과이다.FIG. 13 is a DSC measurement result of Polymer 6. FIG.

도 13을 통해 중합체 6이 결정 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.It can be seen from FIG. 13 that Polymer 6 has crystalline properties.

도 14는 중합체 6의 UV 측정 결과이다.14 is a result of UV measurement of polymer 6.

도 14를 통해 중합체 6이 가시광 및 적외선 영역의 광을 흡수하는 것을 확인할 수 있다.14 shows that the polymer 6 absorbs light in the visible and infrared regions.

도 14에서 (a)는 중합체 6의 용액상태에서의 UV 데이터이며, (b)는 필름상태에서의 중합체 6을, (c)는 필름상태로 110℃에서 10분 열처리한 후의 중합체 6을 측정한 UV 데이터이다.In FIG. 14, (a) shows UV data in a solution state of polymer 6, (b) shows polymer 6 in film state, and (c) measures polymer 6 after heat treatment at 110 ° C. for 10 minutes in film state. UV data.

이때, 용액 상태는 중합체 6을 클로로벤젠 용액에 녹인 상태이며, 필름은 용액상태의 중합체 6을 스핀코팅 방법을 통하여 형성하였다. At this time, the solution state is a state in which the polymer 6 is dissolved in a chlorobenzene solution, and the film was formed by the spin coating method of the polymer 6 in solution.

비교 제조예. 중합체 D의 제조Comparative Preparation Example. Preparation of Polymer D

Figure pat00033
Figure pat00033

질소(N2) 분위기 하에서 100mL의 플라스크에 12mL의 톨루엔, 3mL의 DMF, 화합물 a-1(0.15mmol), 화합물 c-1(0.15mmol) 및 화합물 d-1(0.30mmol)을 넣고 30분간 질소 버블링 하였다. 그 후 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 촉매(Pd(PPh3)4)(2mol%)를 넣고 110℃에서 72시간 동안 교반하였다. 0.5mL의 Br-벤조트리플로라이드(Br-Benzotrifluoride)을 첨가한 후 24시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켰다. 그 후 생성물을 클로로포름에 붓고, 짧은 실리카 컬럼(short column with silica)을 통과시키고, 혼합 용액(180mL 메탄올 + 20mL HCl(2M 농도))에 부어 침전물을 여과시켰다. 그 후 생성물을 메탄올, 아세톤, 헥세인, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름 순으로 속시렛 추출(soxhlet extraction)을 하였다. 클로로포름으로 추출된 추출물을 메탄올에 넣어 침전물을 형성하였다. 생성된 침전물을 모아 정제하고, 진공조건하에서 건조하여 비교 중합체 D를 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 중합체 D가 제조되었음을 확인하였다. (Mn=41,500g/mol, PDI=3.7)In a 100 mL flask under nitrogen (N2) atmosphere, add 12 mL of toluene, 3 mL of DMF, compound a-1 (0.15 mmol), compound c-1 (0.15 mmol) and compound d-1 (0.30 mmol) in a nitrogen bubble for 30 minutes. Ring. Then, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) catalyst (Pd (PPh 3 ) 4 ) (2 mol%) was added thereto, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 72 hours. 0.5 mL of Br-Benzotrifluoride was added and stirred for 24 hours, and cooled to room temperature. The product was then poured into chloroform, passed through a short column with silica and poured into a mixed solution (180 mL methanol + 20 mL HCl (2M concentration)) to filter the precipitate. The product was then subjected to soxhlet extraction in the order of methanol, acetone, hexane, methylene chloride and chloroform. The extract extracted with chloroform was put into methanol to form a precipitate. The resulting precipitate was collected, purified, and dried under vacuum to obtain Comparative Polymer D. At this time, the number average molecular weight (Mn) was measured to confirm that Polymer D was prepared. (Mn = 41,500 g / mol, PDI = 3.7)

실시예.Example.

상기 제조예 1에서 제조한 중합체 1을 도너로 사용하고, PCBM을 억셉터로 사용하여 1:2 비율로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 복합 용액(composite solution)을 제조하였다. 이때, 농도는 2.0 wt%로 조절하였으며, 유기 태양 전지는 ITO/ZnO/광활성층/MoO3/Ag의 구조로 하였다. Polymer 1 prepared in Preparation Example 1 was used as a donor, and PCBM was used as an acceptor to dissolve in chlorobenzene (Chlorobenzene, CB) in a 1: 2 ratio to prepare a composite solution. At this time, the concentration was adjusted to 2.0 wt%, the organic solar cell was ITO / ZnO / photoactive layer / MoO 3 / Ag structure.

ITO가 코팅된 유리 기판은 증류수, 아세톤, 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10분 동안 오존 처리한 후 ZnO 전구체 용액을 스핀 코팅하여 120℃에서 10분 동안 열처리하였다. 그 후 복합용액을 0.45μm PTFE 주사기 필터(syringe filter)로 여과한 다음 스핀 코팅하여 광활성층을 형성하였다. 그 후 열증착기에서 MoO3를 0.4Å/s의 속도로 5nm 내지 20nm의 두께로 상기 광활성층 상에 증착하여 정공수송층을 제조하였다. 그 후 열증착기 내부에서 Ag를 1Å/s의 속도로 상기 정공수송층 상에 10nm로 증착하여 유기 태양 전지를 제조하였다.The glass substrate coated with ITO was ultrasonically cleaned with distilled water, acetone, and 2-propanol, ozonated the surface of ITO for 10 minutes, and then heat-coated at 120 ° C. for 10 minutes by spin coating a ZnO precursor solution. The composite solution was then filtered through a 0.45 μm PTFE syringe filter and then spin coated to form a photoactive layer. Thereafter, MoO 3 was deposited on the photoactive layer at a thickness of 5 nm to 20 nm at a rate of 0.4 dl / s in a thermal evaporator to prepare a hole transport layer. Thereafter, Ag was deposited at 10 nm on the hole transport layer at a rate of 1 dB / s in the thermal evaporator to manufacture an organic solar cell.

실시예 2.Example 2.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 중합체 2를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양 전지를 제조하였다.In Example 1, an organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Polymer 2 was used instead of Polymer 1.

실시예 3.Example 3.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 중합체 3을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양 전지를 제조하였다.In Example 1, an organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Polymer 3 was used instead of Polymer 1.

실시예 4.Example 4.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 중합체 4를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양 전지를 제조하였다.In Example 1, an organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Polymer 4 was used instead of Polymer 1.

실시예 5.Example 5.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 중합체 5를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양 전지를 제조하였다.In Example 1, an organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Polymer 5 was used instead of Polymer 1.

실시예 6.Example 6.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 중합체 6을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양 전지를 제조하였다.In Example 1, an organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Polymer 6 was used instead of Polymer 1.

비교예 1.Comparative Example 1.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 중합체 D를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 태양 전지를 제조하였다.In Example 1, an organic solar cell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that Polymer D was used instead of Polymer 1.

비교예 2.Comparative Example 2.

상기 실시예 1에서, 중합체 1 대신 하기 화합물 A를 사용하여 유기 태양 전지 제작을 시도하였으나, 화합물 A의 용해도가 낮아 소자 제작이 불가능하였다.In Example 1, an organic solar cell was fabricated using the following Compound A instead of Polymer 1, but the solubility of Compound A was low and device fabrication was impossible.

[화합물 A][Compound A]

Figure pat00034
Figure pat00034

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 유기 태양 전지의 광전변환특성을 100mW/cm2(AM 1.5) 조건에서 측정하고, 표 1에 그 결과를 나타내었다. The photoelectric conversion characteristics of the organic solar cells prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were measured under 100 mW / cm 2 (AM 1.5), and the results are shown in Table 1 below.

Voc
(V)
V oc
(V)
Jsc
(mA/cm2)
J sc
(mA / cm 2 )
FFFF η
(%)
η
(%)
실시예 1Example 1 0.810.81 12.1412.14 0.480.48 4.724.72 실시예 2Example 2 0.800.80 14.2714.27 0.550.55 6.276.27 실시예 3Example 3 0.850.85 13.5413.54 0.530.53 6.096.09 실시예 4Example 4 0.830.83 15.1715.17 0.600.60 7.557.55 실시예 5Example 5 0.840.84 13.2113.21 0.530.53 5.885.88 실시예 6Example 6 0.880.88 16.0716.07 0.580.58 8.208.20 비교예 1Comparative Example 1 0.840.84 10.5010.50 0.370.37 3.263.26

상기 표 1에서 Voc는 개방전압을, Jsc는 단락전류를, FF는 충전율(Fill factor)를, η은 에너지 변환 효율을 의미한다. 개방전압과 단락전류는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4사분면에서 X축과 Y축 절편이며, 이 두 값이 높을수록 태양전지의 효율은 바람직하게 높아진다. 또한 충전율(Fill factor)은 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 넓이를 단락전류와 개방전압의 곱으로 나눈 값이다. 이 세 가지 값을 조사된 빛의 세기로 나누면 에너지 변환 효율을 구할 수 있으며, 높은 값일수록 바람직하다.In Table 1, Voc represents an open voltage, Jsc represents a short circuit current, FF represents a fill factor, and η represents an energy conversion efficiency. The open-circuit and short-circuit currents are the X- and Y-axis intercepts in the four quadrants of the voltage-current density curve, respectively. The higher these two values, the higher the efficiency of the solar cell. Also, the fill factor is the area of the rectangle drawn inside the curve divided by the product of the short circuit current and the open voltage. By dividing these three values by the intensity of the emitted light, the energy conversion efficiency can be obtained, and higher values are preferable.

상기 표 1로부터, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지(실시예 1 내지 6)가 비교예 1에 비하여 성능이 우수함을 확인할 수 있다.From Table 1, it can be seen that the organic solar cells (Examples 1 to 6) according to an exemplary embodiment of the present specification is superior to Comparative Example 1.

101: 제1 전극
102: 전자수송층
103: 광활성층
104: 정공수송층
105: 제2 전극
101: first electrode
102: electron transport layer
103: photoactive layer
104: hole transport layer
105: second electrode

Claims (12)

하기 화학식 1로 표시되는 반복단위; 및
공액 단량체를 포함하는 중합체:
[화학식 1]
Figure pat00035

상기 화학식 1에 있어서,
m1, m2, q1 및 q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,
m1, m2, q1 및 q2가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,
Z1 내지 Z6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,
R1 내지 R12, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
A repeating unit represented by Formula 1 below; And
Polymers Containing Conjugated Monomers:
[Formula 1]
Figure pat00035

In Chemical Formula 1,
m1, m2, q1 and q2 are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,
When m1, m2, q1 and q2 are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,
Z1 to Z6 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',
R1 to R12, R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.
청구항 1에 있어서,
상기 공액 단량체는 제1 공액 단량체 및 상기 제1 공액 단량체와 상이한 제2 공액 단량체를 포함하는 것인 중합체.
The method according to claim 1,
Wherein said conjugated monomer comprises a first conjugated monomer and a second conjugated monomer different from said first conjugated monomer.
청구항 1에 있어서,
상기 공액 단량체는 치환 또는 비치환된 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로고리기 중 1 또는 2 이상의 기의 조합을 포함하는 것인 중합체.
The method according to claim 1,
Wherein said conjugated monomer comprises a combination of one or more groups of a substituted or unsubstituted alkenylene group, a substituted or unsubstituted arylene group, and a substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group.
청구항 1에 있어서,
상기 공액 단량체는 하기 구조 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 것인 중합체:
Figure pat00036

상기 구조에 있어서,
a, a', b 및 b'은 각각 1 내지 5의 정수이고,
a, a', b 및 b'이 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 치환기는 서로 같거나 상이하고,
X10 내지 X24 및 X27 내지 X41은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NRd, CRdRe, SiRdRe, PRd 또는 GeRdRe이며,
X25 및 X26는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 C, Si 또는 Ge이며,
R110 내지 R135, Rd Re는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
The method according to claim 1,
Wherein said conjugated monomer comprises any one or a combination of two or more of the following structures:
Figure pat00036

In the above structure,
a, a ', b and b' are each an integer of 1 to 5,
when a, a ', b and b' are each 2 or more, the substituents in parentheses are the same as or different from each other,
X10 to X24 and X27 to X41 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR d , CR d R e , SiR d R e , PR d or GeR d R e ,
X25 and X26 are the same as or different from each other, and each independently C, Si or Ge,
R110 to R135, R d and R e are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 하기 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 단위를 포함하는 것인 중합체:
[화학식 1-1]
Figure pat00037

[화학식 1-2]
Figure pat00038

상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서,
m1, m2, m1', m2', q1, q2, q1' 및 q2'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,
m1, m2, m1', m2', q1, q2, q1' 및 q2'가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,
Z1 내지 Z6 및 Z1' 내지 Z6'은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,
E1은 제1 공액 단량체이고,
E2는 제2 공액 단량체이며,
R1 내지 R12, R1' 내지 R12', R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이며,
f는 몰분율로서, 0<f<1인 실수이고,
g은 몰분율로서, 0<g<1인 실수이며,
f+g=1이다.
The method according to claim 1,
The polymer is a polymer comprising a unit represented by the following formula 1-1 or formula 1-2:
[Formula 1-1]
Figure pat00037

[Formula 1-2]
Figure pat00038

In Chemical Formulas 1-1 and 1-2,
m1, m2, m1 ', m2', q1, q2, q1 'and q2' are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,
When m1, m2, m1 ', m2', q1, q2, q1 'and q2' are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,
Z1 to Z6 and Z1 'to Z6' are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',
E1 is the first conjugated monomer,
E2 is the second conjugated monomer,
R1 to R12, R1 'to R12', R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
f is the mole fraction, which is a real number 0 <f <1,
g is the mole fraction, which is a real number 0 <g <1,
f + g = 1.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 하기 구조 중 어느 하나를 포함하는 것인 중합체:
Figure pat00039

상기 구조에 있어서,
n은 1 내지 10,000의 정수이다.
The method according to claim 1,
Wherein said polymer comprises any of the following structures:
Figure pat00039

In the above structure,
n is an integer from 1 to 10,000.
하기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및
하기 화학식 3으로 표시되는 제2 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 중합체 제조방법:
[화학식 2]
Figure pat00040

[화학식 3]
Figure pat00041

상기 화학식 2 및 3에 있어서,
m1, m2, q1 및 q2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,
m1, m2, q1 및 q2가 각각 2 이상인 경우, 괄호 안의 구조는 서로 같거나 상이하며,
A1, A1', A2 및 A2' 는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; -BRaRb; 또는 -SnRaRbRc이며,
E1은 제1 공액 단량체이고,
Z1 내지 Z6는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 S, O, Se, Te, NR, CRR', SiRR', PR 또는 GeRR'이며,
R1 내지 R12, Ra, Rb, Rc, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
A first compound represented by Formula 2; And
A method for preparing a polymer comprising reacting a second compound represented by Formula 3 below:
[Formula 2]
Figure pat00040

[Formula 3]
Figure pat00041

In Chemical Formulas 2 and 3,
m1, m2, q1 and q2 are the same as or different from each other, and each independently an integer of 1 to 5,
When m1, m2, q1 and q2 are each 2 or more, the structures in parentheses are the same or different from each other,
A1, A1 ', A2 and A2' are the same as or different from each other, and each independently a halogen group; -BR a R b ; Or -SnR a R b R c ,
E1 is the first conjugated monomer,
Z1 to Z6 are the same as or different from each other, and each independently S, O, Se, Te, NR, CRR ', SiRR', PR or GeRR ',
R1 to R12, R a , R b , R c , R and R 'are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heteroring group.
청구항 7에 있어서,
상기 화학식 2로 표시되는 제1 화합물; 및
상기 화학식 3로 표시되는 제2 화합물을 반응시키는 단계는
제1 화합물; 제2 화합물; 및 하기 화학식 4로 표시되는 제3 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 것인 중합체 제조방법:
[화학식 4]
Figure pat00042

상기 화학식 4에 있어서,
A3 및 A3'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기; -BRaRb; 또는 -SnRaRbRc이며,
Ra, Rb 및 Rc는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
E2는 상기 제1 공액 단량체와 상이한 제2 공액 단량체이다.
The method according to claim 7,
A first compound represented by Formula 2; And
Reacting the second compound represented by Formula 3 is
First compound; Second compound; And reacting a third compound represented by Chemical Formula 4 below:
[Formula 4]
Figure pat00042

In Chemical Formula 4,
A3 and A3 'are the same as or different from each other, and each independently a halogen group; -BR a R b ; Or -SnR a R b R c ,
R a , R b And R c are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Halogen group; Substituted or unsubstituted alkyl group; A substituted or unsubstituted cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted aryl group; Or a substituted or unsubstituted heterocyclic group,
E2 is a second conjugated monomer different from the first conjugated monomer.
청구항 8에 있어서,
상기 중합체 제조방법은 용매에 제1 화합물; 제2 화합물; 및 제3 화합물을 용해시키는 단계를 포함하는 것인 중합체 제조방법.
The method according to claim 8,
The polymer production method may include a first compound in a solvent; Second compound; And dissolving the third compound.
제1 전극;
상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고,
상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 6 중 어느 하나의 항에 따른 중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.
A first electrode;
A second electrode provided to face the first electrode; And
At least one organic material layer provided between the first electrode and the second electrode, including a photoactive layer,
At least one layer of the organic material layer is an organic solar cell comprising a polymer according to any one of claims 1 to 6.
청구항 10에 있어서,
상기 광활성층은 전자 주개 및 전자 받개를 포함하고,
상기 전자 주개는 상기 중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지.
The method according to claim 10,
The photoactive layer includes an electron donor and an electron acceptor,
The electron donor is an organic solar cell comprising the polymer.
청구항 10에 있어서,
상기 유기 태양 전지는 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 전하발생층, 전자차단층, 전자주입층 및 전자수송층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 유기물층을 더 포함하는 것인 유기 태양 전지.
The method according to claim 10,
The organic solar cell further comprises one or more organic material layers selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a charge generating layer, an electron blocking layer, an electron injection layer and an electron transport layer. .
KR1020190041375A 2018-07-02 2019-04-09 Polymer and organic solar cell comprising the same KR102683531B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180076380 2018-07-02
KR1020180076380 2018-07-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200003710A true KR20200003710A (en) 2020-01-10
KR102683531B1 KR102683531B1 (en) 2024-07-10

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114573794A (en) * 2020-11-30 2022-06-03 位速科技股份有限公司 Conjugated polymer and organic photovoltaic element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114573794A (en) * 2020-11-30 2022-06-03 位速科技股份有限公司 Conjugated polymer and organic photovoltaic element
CN114573794B (en) * 2020-11-30 2023-09-15 位速科技股份有限公司 Conjugated polymer and organic photovoltaic element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3018160B1 (en) Copolymer and organic solar cell comprising same
KR101631757B1 (en) Copolymer and organic solar cell comprising the same
KR102176846B1 (en) Heterocyclic compound and organic solar cell comprising the same
KR20150142609A (en) Fused ring derivative and organic solar cell comprising the same
JP6873253B2 (en) Compounds and organic solar cells containing them
KR102508587B1 (en) Polymer and organic solar cell comprising the same
KR102491813B1 (en) Compound and organic solar cell comprising the same
KR102159624B1 (en) Photoactive layer and organic solar cell comprising the same
KR102491798B1 (en) Polymer and organic solar cell comprising the same
KR102613202B1 (en) Copolymer and organic solar cell comprising the same
KR102594843B1 (en) Copolymer and electronic device comprising the same
KR102285560B1 (en) Compound and organic solar cell comprising the same
KR102235223B1 (en) Photoactive layer and organic solar cell comprising the same
KR102069409B1 (en) Copolymer and organic solar cell comprising the same
KR102683531B1 (en) Polymer and organic solar cell comprising the same
KR102057757B1 (en) Organic solar cell
KR20200003710A (en) Polymer and organic solar cell comprising the same
KR20190011950A (en) Copolymer and organic solar cell comprising the same
KR20190129510A (en) Organic solar cell
KR102644520B1 (en) Composition for organic material layer of organic solar cell and organic solar cell
KR102080974B1 (en) Copolymer and organic solar cell comprising the same
KR102683527B1 (en) Polymer and organic solar cell comprising same
KR102683196B1 (en) Polymer and organic solar cell comprising the same
KR102103060B1 (en) Compound and organic solar cell comprising the same
KR102074550B1 (en) Copolymer and organic solar cell comprising the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right