KR20200115860A - Benzotriazole compounds and inverted structure perovskite solar cells comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신규한 벤조트리아졸 화합물 및 이를 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지에 관한 것이다. The present invention relates to a novel benzotriazole compound and an inverted structure perovskite solar cell comprising the same.
21세기로 접어들면서 중국, 인도 등의 신흥 개발국의 급속한 발전과 정보 전자 산업의 발달로 에너지 수요가 급증하고 있다. 이와 더불어 지구의 석유 매장량이 향후 100년을 채 못 쓸 정도로 고갈되어가고 있고, 이러한 화석 연료 사용에 따른 온실가스 발생 및 대기오염 등의 환경 문제는 범 지구적 문제로 대두되고 있다. 이러한 복합적인 상황을 타개하기 위한 방안들 중 하나로 고갈의 위험이 전혀 없는 무공해 태양에너지를 이용한 신 재생 에너지 개발이 선진국을 중심으로 경쟁적으로 진행되고 있다. As the 21st century enters, energy demand is rapidly increasing due to the rapid development of emerging countries such as China and India and the development of the information and electronic industry. In addition, the earth's oil reserves are depleted to the extent that they will be used for less than 100 years, and environmental problems such as greenhouse gas generation and air pollution resulting from the use of fossil fuels are emerging as a global problem. As one of the measures to overcome this complex situation, the development of new and renewable energy using pollution-free solar energy with no risk of depletion is being conducted competitively, mainly in advanced countries.
태양전지는 태양으로부터 방출되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 광전 에너지 변환 시스템의 일종이다. 입사된 태양광의 에너지에 의해 태양전지를 구성하는 반도체 내에 전자-정공 쌍이 생성되고 전계에 의해 분리, 수집되면서 전기가 발생한다.Solar cells are a kind of photoelectric energy conversion system that converts light energy emitted from the sun into electrical energy. Electron-hole pairs are generated in the semiconductor constituting the solar cell by the energy of the incident sunlight, and electricity is generated by being separated and collected by an electric field.
현재 상용화된 대부분의 태양전지는 실리콘 태양전지로, 높은 에너지 변환율과 긴 수명을 가지는 반면에, 생산 비용이 높고 효율 상승에 한계가 있다. 이러한 실리콘 태양전지의 한계를 뛰어넘기 위해 다양한 소재의 개발이 이루어 지고 있으며, 실리콘의 뒤를 이을 차세대 주자로 개발된 것이 바로 페로브스카이트이다.Currently, most of the solar cells commercially available are silicon solar cells, and while having a high energy conversion rate and a long lifespan, the production cost is high and there is a limit to the increase in efficiency. In order to overcome the limitations of such silicon solar cells, various materials are being developed, and perovskite was developed as a next-generation runner after silicon.
페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 유·무기 복합 물질을 광 흡수체로 사용하는 태양전지소자로서 높은 효율, 낮은 소재 가격 및 저온 공정이나 저가의 용액 공정이 가능하다는 장점 등 기존 차세대 태양전지에 요구되는 대부분의 특성을 가지고 있어 실리콘 태양전지를 대체할 새로운 태양전지로 각광 받고 있다.Perovskite solar cells are solar cell devices that use organic-inorganic composite materials with a perovskite structure as a light absorber, and have advantages such as high efficiency, low material cost, and low-temperature process or low-cost solution process. As it has most of the characteristics required for solar cells, it is in the spotlight as a new solar cell to replace silicon solar cells.
다만, 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 층이 가지는 소재의 불안정성으로 인해 공기에 노출 되었을 때 소자의 구동 성능이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이러한 공기 노출에 대한 안정성을 확보할 수 있고 높은 구동 성능을 가지는 페로브스카이트 태양전지에 대한 개발이 필요하다.However, the perovskite solar cell has a problem in that the driving performance of the device is deteriorated when exposed to air due to the instability of the material of the perovskite layer. Therefore, it is necessary to develop a perovskite solar cell that can secure stability against such exposure to air and has high driving performance.
본 발명의 일 과제는 신규한 벤조트리아졸 화합물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a novel benzotriazole compound.
본 발명의 다른 일 과제는 상기 벤조트리아졸 화합물이 포함된 역구조 페로브스카이트 태양전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an inverted structure perovskite solar cell containing the benzotriazole compound.
본 발명의 일 양태는 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 제공한다:One aspect of the present invention provides a benzotriazole compound represented by Formula 1:
[화학식 1] [Formula 1]
(상기 화학식 1에서,(In
R1 내지 R4는 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소, C1 내지 C10 알킬, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C6 내지 C20 아릴, 비치환 또는 치환된 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자는 C1 내지 C20인 헤테로아릴이고; R 1 to R 4 may be the same or different, hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 6 to C 20 aryl, unsubstituted or substituted N, O, P or Containing 1 to 4 hetero atoms selected from S, and the remaining ring atoms are C 1 to C 20 heteroaryl;
상기 치환된 아릴 또는 치환된 헤테로아릴은 독립적으로 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴이고; The substituted aryl or substituted heteroaryl is independently hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl and unsubstituted or substituted C 1 to C Aryl or heteroaryl substituted with one or more substituents selected from the group consisting of 5 alkoxy;
L은 C1 내지 C30의 알킬이고; L is C 1 to C 30 alkyl;
R5는 수소, 할로겐 또는 C1 내지 C10의 알킬이고; R 5 is hydrogen, halogen or C 1 to C 10 alkyl;
R6는 수소, C1 내지 C10의 알킬, , , 또는 이고,R 6 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, , , or ego,
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10의 알킬이고, n은 1 내지 20의 정수이다.)Here, X 1 and X 2 are independently hydrogen or C 1 to C 10 alkyl, and n is an integer of 1 to 20.)
본 발명의 일 실시예에서 상기 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:In an embodiment of the present invention, the compound may be a compound represented by the following Formula 2 or Formula 3:
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
(상기 화학식 2 및 3에서, L, R5 및 R6의 정의는 화학식 1에서 정의된 것과 같고, (In Formulas 2 and 3, the definitions of L, R 5 and R 6 are the same as those defined in
R7은 수소, 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬, 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기이다.)R 7 is a group consisting of hydrogen, hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl, and unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkoxy It is one or more substituents selected from.)
본 발명의 일 실시예에서 상기 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the compound is , , , , And It may be one or more selected from the group consisting of.
본 발명의 일 양태는 기판, 제 1 전극, 정공수송층, 페로브스카이트 광활성층, 전자수송층, 보호층 및 제 2 전극이 순차 적층되어 형성되고, One aspect of the present invention is formed by sequentially stacking a substrate, a first electrode, a hole transport layer, a perovskite photoactive layer, an electron transport layer, a protective layer, and a second electrode,
상기 보호층은 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지를 제공한다: The protective layer provides an inverted structure perovskite solar cell comprising a benzotriazole compound represented by the following Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, L 및 R1 내지 R6은 상기 정의된 바와 같다.)(In
본 발명의 일 실시예에서 상기 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다:In an embodiment of the present invention, the compound may be a compound represented by the following Formula 2 or Formula 3:
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
(상기 화학식 2 및 화학식 3에서, L 및 R5 내지 R7은 상기 정의된 바와 같다.) (In Formulas 2 and 3, L and R 5 to R 7 are as defined above.)
본 발명의 일 실시예에서 상기 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the compound is , , , , And It may be one or more selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에서 상기 보호층의 두께는 1nm 내지 10nm일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the thickness of the protective layer may be 1 nm to 10 nm.
본 발명의 일 실시예에서 상기 보호층은 공액고분자 전해질을 더 포함 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the protective layer may further include a conjugated polymer electrolyte.
본 발명의 일 실시예에서 상기 보호층에 포함된 벤조트리아졸 화합물은 보호층의 총 중량을 기준으로 50중량% 내지 100중량%로 포함될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the benzotriazole compound included in the protective layer may be included in an amount of 50% to 100% by weight based on the total weight of the protective layer.
본 발명의 일 실시예에서 상기 정공수송층은 폴리(N,N-비스(4-부틸페닐)-N,N-비스(페닐)벤지딘, 폴리싸이오펜 유도체, 다이케토피롤로피롤 유도체, 폴리(싸이에노[3,4-b]싸이오펜-알트-벤조다이싸이오펜 유도체, 폴리(페닐렌 바이닐렌) 유도체, 폴리카바졸 유도체, 폴리[비스(4-페닐)(2,4,6-트라이메틸페닐)아민, 폴리(트라이아릴 아민) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the hole transport layer is poly(N,N-bis(4-butylphenyl)-N,N-bis(phenyl)benzidine, polythiophene derivative, diketopyrrolopyrrole derivative, poly(thio Eno[3,4-b]thiophene-alt-benzodithiophene derivative, poly(phenylene vinylene) derivative, polycarbazole derivative, poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-tri It may include any one selected from the group consisting of methylphenyl)amine, poly(triaryl amine), and combinations thereof.
본 발명의 일 실시예에서 상기 전자수송층은 플러렌, 플러렌 유도체, 페닐-C61-부티르산메틸에스테르, 페닐-C70-부티르산메틸에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the electron transport layer may include any one selected from the group consisting of fullerene, fullerene derivatives, phenyl-C 61 -butyric acid methyl ester, phenyl-C 70 -butyric acid methyl ester, and combinations thereof. .
본 발명의 일 양태는 기판 상부에 제 1 전극 및 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상부에 페로브스카이트 광흡수층을 형성하는 단계; 상기 페로브스카이트 광흡수층 상부에 전자수송층을 형성하는 단계; 상기 전자수송층 상부에 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 보호층 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서, 상기 보호층은 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조방법을 제공한다:One aspect of the present invention includes forming a first electrode and a hole transport layer on a substrate; Forming a perovskite light absorbing layer on the hole transport layer; Forming an electron transport layer on the perovskite light absorption layer; Forming a protective layer over the electron transport layer; And forming a second electrode on the protective layer. As a method of manufacturing an inverted structure perovskite solar cell comprising a, the protective layer provides a method of manufacturing an inverted structure perovskite solar cell comprising a benzotriazole compound represented by Formula 1 below:
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, L 및 R1 내지 R6은 상기 정의된 바와 같다.)(In
본 발명의 일 실시예에서 상기 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the compound is , , , , And It may be one or more selected from the group consisting of.
본 발명은 합성 방법이 간단하고, 가공성이 우수하고, 극성 용매에 용해성이 우수한 신규한 벤조트리아졸 화합물을 제공할 수 있다. 이를 역구조 페로브스카이트 태양전지에 활용하는 경우, 페로브스카이트층의 안정성이 향상됨으로써, 기존의 역구조 페로브스카이트 태양전지의 광학적·전기적 특성을 그대로 이용하면서, 추가로 개방전압 및/또는 광전류의 증가 및 수명연장 등의 효과를 가져올 수 있다. The present invention can provide a novel benzotriazole compound having a simple synthesis method, excellent processability, and excellent solubility in polar solvents. When this is used for an inverted structure perovskite solar cell, the stability of the perovskite layer is improved, thereby using the optical and electrical characteristics of the existing inverted structure perovskite solar cell as it is, and additionally using the open circuit voltage and/or Or it can bring about effects such as increase of photocurrent and extension of life.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 성능평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 안정성 평가 결과를 나타낸 그래프이다. 1 is a schematic diagram showing a cross section of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a performance evaluation result of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a stability evaluation result of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided without excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the present specification, when a portion such as a layer, a film, a region, or a plate is said to be “on” another portion, this includes not only the case where the other portion is “directly above” but also the case where there is another portion in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
본 발명의 일 양태는 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 제공한다:One aspect of the present invention provides a benzotriazole compound represented by Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서,(In
R1 내지 R4는 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소, C1 내지 C10 알킬, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C6 내지 C20 아릴, 비치환 또는 치환된 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자는 C1 내지 C20인 헤테로아릴이고; R 1 to R 4 may be the same or different, hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 6 to C 20 aryl, unsubstituted or substituted N, O, P or Containing 1 to 4 hetero atoms selected from S, and the remaining ring atoms are C 1 to C 20 heteroaryl;
상기 치환된 아릴 또는 치환된 헤테로아릴은 독립적으로 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴이고; The substituted aryl or substituted heteroaryl is independently hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl and unsubstituted or substituted C 1 to C Aryl or heteroaryl substituted with one or more substituents selected from the group consisting of 5 alkoxy;
L은 C1 내지 C30의 알킬이고; L is C 1 to C 30 alkyl;
R5는 수소, 할로겐 또는 C1 내지 C10의 알킬이고; R 5 is hydrogen, halogen or C 1 to C 10 alkyl;
R6는 수소, C1 내지 C10의 알킬, , , 또는 이고,R 6 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, , , or ego,
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10의 알킬이고, n은 1 내지 20의 정수이다.)Here, X 1 and X 2 are independently hydrogen or C 1 to C 10 alkyl, and n is an integer of 1 to 20.)
본 명세서에서, “아릴” 이란 C6 내지 C20의 하나 이상의 고리를 포함하는 방향족 시스템을 의미하고, 예를 들면, 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 안트릴, 인데닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 페닐 일 수 있다. In the present specification, "aryl" refers to an aromatic system including one or more rings of C 6 to C 20 , for example, phenyl, naphthyl, biphenyl, terphenyl, anthryl, indenyl, phenanthryl, It may be any one selected from the group consisting of triphenylenyl, pyrenyl, peryleneyl, chrysenyl, naphthacenyl, fluoranthenyl, and combinations thereof, for example, phenyl.
본 명세서에서, “헤테로아릴” 이란 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자는 C1 내지 C20인 고리 방향족 시스템을 의미하고, 예를 들면, 벤조퓨란일, 벤조티엔일, 인돌릴, 벤조피라졸릴, 쿠마린일, 퓨란일, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 이속사졸릴, 티아졸릴, 트리아졸릴, 피라졸릴, 피리딘일, 퀴놀린일, 피롤릴 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다. In the present specification, “heteroaryl” refers to a ring aromatic system having 1 to 4 heteroatoms selected from N, O, P, or S, and the remaining ring atoms are C 1 to C 20 , for example, Benzofuranyl, benzothienyl, indolyl, benzopyrazolyl, coumarinyl, furanyl, isothiazolyl, imidazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, triazolyl, pyrazolyl, pyridinyl, quinolinyl, pyrrolyl And it may be any one selected from the group consisting of a combination thereof.
본 발명의 벤조트리아졸 화합물은 백본으로 콘쥬게이트된 벤조트리아졸을 포함하고 사이드 체인기에 아민기를 가지는 단분자 화합물이다.The benzotriazole compound of the present invention is a monomolecular compound containing benzotriazole conjugated to the backbone and having an amine group in the side chain group.
본 발명의 벤조트리아졸 화합물은 합성 방법이 간단하고, 가공성이 우수하고, 극성 용매에 용해성이 우수하다.The benzotriazole compound of the present invention has a simple synthesis method, excellent processability, and excellent solubility in polar solvents.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 벤조트리아졸 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다: In one embodiment of the present invention, the benzotriazole compound may be a compound represented by Formula 2 or Formula 3:
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
(상기 화학식 2 및 3에서, L, R5 및 R6의 정의는 화학식 1에서 정의된 것과 같고, (In Formulas 2 and 3, the definitions of L, R 5 and R 6 are the same as those defined in
R7은 수소, 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬, 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기이다.)R 7 is a group consisting of hydrogen, hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl, and unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkoxy It is one or more substituents selected from.)
본 발명의 일 실시예에서, 상기 벤조트리아졸 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상 일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the benzotriazole compound is , , , , And It may be one or more selected from the group consisting of.
상기 벤조트리아졸 화합물은 하기 반응식 1 또는 반응식 2에 표시된 합성방법을 통하여 합성될 수 있다:The benzotriazole compound can be synthesized through the synthesis method shown in
[반응식 1][Scheme 1]
[반응식 2][Scheme 2]
(상기 반응식 1 및 반응식 2에서, R6는 수소, C1 내지 C10의 알킬, , , 또는 이고,(In the
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10의 알킬이고, n은 1 내지 20의 정수이다.)Here, X 1 and X 2 are independently hydrogen or C 1 to C 10 alkyl, and n is an integer of 1 to 20.)
본 발명의 다른 일 양태는 벤조트리아졸 화합물을 포함하는 보호층을 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.Another aspect of the present invention provides an inverted structure perovskite solar cell including a protective layer comprising a benzotriazole compound.
상기 역구조 페로브스카이트 태양전지(1)는 기판(100), 제 1 전극(200), 정공수송층(300), 페로브스카이트 광활성층(400), 전자수송층(500), 보호층(600) 및 제 2 전극(700)을 포함할 수 있다(도 1).The reverse structure perovskite
본 명세서에서 “페로브스카이트 태양전지”란, 강유전 및 초전도 현상등과 같은 우수한 물리적 특성을 지닌 페로브스카이트 물질을 태양전지의 광활성층으로 사용한 태양전지를 의미한다.In the present specification, "perovskite solar cell" refers to a solar cell using a perovskite material having excellent physical properties such as ferroelectric and superconducting phenomena as a photoactive layer of a solar cell.
상기 페로브스카이트 물질은 각 물질의 조성을 바꿔 밴드 갭과 같은 광학적 특성을 원하는 방향으로 조절하기 쉽고 가시광선 영역에선 높은 광흡수 계수를 가지기 때문에 비교적 얇은 두께에서도 충분히 빛을 흡수하여 많은 전하를 생성할 수 있다.The perovskite material is easy to adjust optical properties such as band gap in a desired direction by changing the composition of each material, and has a high light absorption coefficient in the visible light region, so it can sufficiently absorb light even at a relatively thin thickness to generate a lot of electric charge. I can.
본 명세서에서 “역구조 페로브스카이트 태양전지”란, 태양광의 조사 면을 기준으로 전자수송층이 투명 전극 상에 위치하고 상기 전자수송층 상에 페로브스카이트층이 위치하며 상기 광활성층상에 정공수송층이 위치한 형태의 정구조 페로브스카이트 태양전지와 비교하여, 태양광의 조사 면을 기준으로 정공수송층이 전극 상에 위치하고 상기 정공수송층상에 페로브스카이트층이 위치하며 상기 페로브스카이트층 상에 전자수송층이 위치한 형태를 가진 페로브스카이트 태양전지를 의미한다.In the present specification, the term "reverse structure perovskite solar cell" means that the electron transport layer is located on the transparent electrode based on the irradiation surface of sunlight, the perovskite layer is located on the electron transport layer, and the hole transport layer is located on the photoactive layer. Compared with a perovskite solar cell of a regular structure, a hole transport layer is located on the electrode based on the irradiation surface of sunlight, a perovskite layer is located on the hole transport layer, and an electron transport layer is located on the perovskite layer. It refers to a perovskite solar cell with a positioned shape.
상기 정구조 페로브스카이트 태양전지는 400℃ 이상의 고온 소성을 필요로 하는 금속 산화물을 전자수송층에 사용되고 있어 롤투롤 공정을 이용한 대량생산이나 플렉서블 소자 제작이 어렵다. 반면, 역구조 페로브스카이트 태양전지는 저온 용액 공정이 가능하고, 플렉서블 소자 제작이 가능하다. The structured perovskite solar cell uses a metal oxide that requires high temperature firing of 400°C or higher in the electron transport layer, so it is difficult to mass-produce or manufacture a flexible device using a roll-to-roll process. On the other hand, the inverted structure perovskite solar cell is capable of a low temperature solution process and a flexible device can be manufactured.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 기판(100)은 유리, 플라스틱 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 유리 일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the
본 발명의 역구조 페로브스카이트 태양전지(1)는 유연한 기판(100)을 사용하여 플렉서블한 태양전지의 제조가 가능하다.The inverted structure perovskite
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 전극(200)은 역구조 페로브스카이트 태양전지(1)에서 광이 수광되는 측의 전극인 전면전극일 수 있으며 태양전지 분야에서 통상적으로 사용되는 전면전극 물질을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 제 1 전극(200)은 전도성 투명 기재를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 전극(200)은 불소 함유 산화주석(FTO), 인듐 함유 산화주석(ITO), 알루미늄 함유 산화아연(AZO), 인듐 함유 산화아연(IZO) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 1 전극(200)이 전도성 투명 기재를 포함하는 경우 광의 투과를 향상시킬 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 상기 정공수송층(300)은 폴리(N,N-비스(4-부틸페닐)-N,N-비스(페닐)벤지딘, 폴리싸이오펜 유도체, 다이케토피롤로피롤 유도체, 폴리(싸이에노[3,4-b]싸이오펜-알트-벤조다이싸이오펜 유도체, 폴리(페닐렌 바이닐렌) 유도체, 폴리카바졸 유도체, 폴리[비스(4-페닐)(2,4,6-트라이메틸페닐)아민, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 정공수송층(300)의 두께는 10nm 내지 150nm 일 수 있다. The thickness of the
본 발명의 일 실시예에서, 상기 페로브스카이트 광활성층(400)은 전자와 정공을 분리시켜 전류를 만들어내는 광전 변환층 역할을 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
상기 페로브스카이트 광활성층(400)은 페로브스카이트를 포함할 수 있으며, 페로브스카이트를 포함하는 경우, 정공수송층의 HOMO(highest occupied molecular orbital) 준위와 전자수송층의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 준위 각각이 페로브스카이트의 가전자대 띠(valence band)와 전도대 띠(conduction band)와 잘 매칭되어 전자 수송 및 정공 수송이 효율적일 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 페로브스카이트는 하기 화학식4로 표시되는 화합물일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the perovskite may be a compound represented by Formula 4 below.
[화학식4][Formula 4]
ABX3 ABX 3
(이때, A와 B는 양이온, X는 이들과 결합하고 있는 음이온이다.)(At this time, A and B are cations, and X is an anion bonding to them.)
예를 들면, 상기 A는 유기 양이온 및 무기 양이온, 예를 들면, CH3NH3 +, HC(NH2)2 +, CH(NH2)2 +, GUA+ 등의 1가의 유기 양이온, Ru+, K+, Li+, 등 1가의 무기 양이온 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, A is an organic cation and an inorganic cation, for example, CH 3 NH 3 + , HC(NH 2 ) 2 + , CH(NH 2 ) 2 + , a monovalent organic cation such as GUA + , Ru + , K + , Li + , may include any one selected from the group consisting of monovalent inorganic cations and combinations thereof.
예를 들면, 상기 페로브스카이트의 M은 금속 양이온, 예를 들면, Pb2+, Sn2+ 등 2가의 금속 양이온 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, M of the perovskite may include any one selected from the group consisting of a metal cation, for example, a divalent metal cation such as Pb 2+ and Sn 2+ , and combinations thereof.
예를 들면, 상기 페로브스카이트의 X는 할로겐 음이온, 예를 들면, F- , I-, Cl-, Br- 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, X in the perovskite is a halogen anion, for example, F - may include any one selected from the group consisting of combinations -, I -, Cl -, Br.
상기 화학식 4에서, 양이온 A의 구조는 AX12이고, 12개의 음이온 X와 결합하여 입방 팔면체 구조를 형성하고, 양이온 B의 구조는 BX6이고, 6개의 음이온 X와 팔면체 구조를 형성한다. In Formula 4, the structure of the cation A is AX 12 , the structure of the cation B is combined with 12 anions X to form a cubic octahedral structure, and the structure of the cation B is BX 6 , forming an octahedral structure with 6 anions X.
상기 페로브스카이트는 직접형 밴드 갭(direct bandgap)을 가지면서 가시광선 영역에서 높은 광흡수 계수를 가져 비교적 얇은 두께에서도 충분히 빛을 흡수하여 많은 전하를 생성할 수 있고 전하 이동 특성이 우수하며 결함에 대한 내성이 뛰어날 수 있다.The perovskite has a direct bandgap and has a high light absorption coefficient in the visible light region, so it can sufficiently absorb light even at a relatively thin thickness to generate a lot of charge, has excellent charge transfer characteristics, and is resistant to defects. You can have excellent tolerance for it.
상기 페로브스카이트 화합물은 용액의 도포 및 건조라는 극히 간단하고 용이하며 저가의 단순한 공정을 통해 광활성층을 이루는 광흡수체를 형성할 수 있고, 도포된 용액의 건조에 의해 자발적으로 결정화가 일어날 수 있다.The perovskite compound can form a light absorber forming a photoactive layer through a very simple, easy and inexpensive simple process of application and drying of a solution, and crystallization can occur spontaneously by drying the applied solution. .
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전자수송층(500)은 플러렌, 플러렌 유도체, 페닐-C61-부티르산메틸에스테르, 페닐-C70-부티르산메틸에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 전자수송층(500)의 두께는 20nm 내지 100nm 일 수 있다. The thickness of the
상기 보호층(600)은 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함할 수 있다:The
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, L 및 R1 내지 R6은 상기 정의된 바와 같다.)(In
상기 보호층은(600) 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함 할 수 있다:The
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
(상기 화학식 2 및 화학식 3에서, L 및 R5 내지 R7은 상기 정의된 바와 같다.)(In Formulas 2 and 3, L and R 5 to R 7 are as defined above.)
상기 보호층(600)은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 벤조트리아졸 화합물을 포함 할 수 있다. The
상기 보호층(600)의 두께는 1nm 내지 10nm일 수 있다. The thickness of the
상기 보호층(600)은 공액고분자 전해질, 예를 들면, 폴리[(9,9-비스(3'-(N,N-다이메틸아미노)프로필)-2,7-플루오렌)-알트-2,7-(9,9-다이옥틸플루오렌)](PFN), 폴리[9,9-다이옥틸-9',9'-비스[3-(트라이메틸암모니오프로필][2,2'-바이-9H-플루오렌]-7,7'-다이일 아이오다이드(PFN-I), 폴리[(2-메톡시)에틸글리시딜에테르](PMEGE), 폴리[비스-2-(2-메톡시에톡시)에톡시))포스파젠](MEEP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 폴리[(9,9-비스(3'-(N,N-다이메틸아미노)프로필)-2,7-플루오렌)-알트-2,7-(9,9-다이옥틸플루오렌)](PFN)을 더 포함할 수 있다. The
상기 보호층(600)에 포함된 벤조트리아졸 화합물은 보호층의 총 중량을 기준으로 50중량% 내지 100중량%, 예를 들면, 90중량% 내지 100중량%, 예를 들면, 100중량%로 포함될 수 있다.The benzotriazole compound contained in the
상기 제 2 전극(700)은 후면전극일 수 있으며, 태양전지 분야에서 통상적으로 사용되는 후면전극 물질을 포함할 수 있다. The
상기 제 2 전극(700)은 전도성 고분자 또는 탄소기반 금속을 포함할 수 있다.The
상기 제 2 전극(700)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 리튬, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 구리, 금, 은, 텅스텐, 니켈, 아연, 바륨, 티타늄, 지르코늄, 카드뮴, 납, 세슘 및 이들의 조합에서 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
예를 들면, 유·무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지는 공기 중에 노출이 되어, 공기가 전자수송층(500) 에 침투하여 페로브스카이트 광활성층(400)과 반응을 하여 소자의 효율을 감소시키는 문제를 발생할 수 있다. For example, an organic/inorganic hybrid perovskite solar cell is exposed to the air, and the air penetrates the
본 발명의 역구조 페로브스카이트 태양전지(1)는 전자수송층(500)과 제 2 전극(700)사이에 보호층(600)을 도입하여, 페로브스카이트 광활성층(400)과 공기의 반응을 차단함으로써, 높은 공기중 보관 안정성을 확보할 수 있다. Inverted structure perovskite
본 발명의 일 양태는 기판 상부에 제 1 전극 및 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상부에 페로브스카이트 광흡수층을 형성하는 단계; 상기 페로브스카이트 광흡수층 상부에 전자수송층을 형성하는 단계; 상기 전자수송층 상부에 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 보호층 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서, 상기 보호층은 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조방법을 제공한다:One aspect of the present invention includes forming a first electrode and a hole transport layer on a substrate; Forming a perovskite light absorbing layer on the hole transport layer; Forming an electron transport layer on the perovskite light absorption layer; Forming a protective layer over the electron transport layer; And forming a second electrode on the protective layer. As a method of manufacturing an inverted structure perovskite solar cell comprising a, the protective layer provides a method of manufacturing an inverted structure perovskite solar cell comprising a benzotriazole compound represented by
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, L 및 R1 내지 R6은 상기 정의된 바와 같다.)(In
본 발명의 일 실시예에서, 상기 벤조트리아졸 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the benzotriazole compound is , , , , And It may be one selected from the group consisting of.
본 명세서에서 “페로브스카이트 태양전지”란, 강유전 및 초전도 현상등과 같은 우수한 물리적 특성을 지닌 페로브스카이트 물질을 태양전지의 광활성층으로 사용한 태양전지를 의미한다.In the present specification, "perovskite solar cell" refers to a solar cell using a perovskite material having excellent physical properties such as ferroelectric and superconducting phenomena as a photoactive layer of a solar cell.
상기 페로브스카이트 물질은 각 물질의 조성을 바꿔 밴드 갭과 같은 광학적 특성을 원하는 방향으로 조절하기 쉽고 가시광선 영역에선 높은 광흡수 계수를 가지기 때문에 비교적 얇은 두께에서도 충분히 빛을 흡수하여 많은 전하를 생성할 수 있다.The perovskite material is easy to adjust optical properties such as band gap in a desired direction by changing the composition of each material, and has a high light absorption coefficient in the visible light region, so it can sufficiently absorb light even at a relatively thin thickness to generate a lot of electric charge. I can.
본 명세서에서 “역구조 페로브스카이트 태양전지”란, 태양광의 조사 면을 기준으로 전자수송층이 투명 전극 상에 위치하고 상기 전자수송층 상에 페로브스카이트층이 위치하며 상기 광활성층상에 정공수송층이 위치한 형태의 정구조 페로브스카이트 태양전지와 비교하여, 태양광의 조사 면을 기준으로 정공수송층이 전극 상에 위치하고 상기 정공수송층상에 페로브스카이트층이 위치하며 상기 페로브스카이트층 상에 전자수송층이 위치한 형태를 가진 페로브스카이트 태양전지를 의미한다.In the present specification, the term "reverse structure perovskite solar cell" means that the electron transport layer is located on the transparent electrode based on the irradiation surface of sunlight, the perovskite layer is located on the electron transport layer, and the hole transport layer is located on the photoactive layer. Compared with a perovskite solar cell of a regular structure, a hole transport layer is located on the electrode based on the irradiation surface of sunlight, a perovskite layer is located on the hole transport layer, and an electron transport layer is located on the perovskite layer. It refers to a perovskite solar cell with a positioned shape.
상기 정구조 페로브스카이트 태양전지는 400℃ 이상의 고온 소성을 필요로 하는 금속 산화물을 전자수송층에 사용되고 있어 롤투롤 공정을 이용한 대량생산이나 플렉서블 소자 제작이 어렵다. 반면, 역구조 페로브스카이트 태양전지는 저온 용액 공정이 가능하고, 플렉서블 소자 제작이 가능하다. The structured perovskite solar cell uses a metal oxide that requires high temperature firing of 400°C or higher in the electron transport layer, so it is difficult to mass-produce or manufacture a flexible device using a roll-to-roll process. On the other hand, the inverted structure perovskite solar cell is capable of a low temperature solution process and a flexible device can be manufactured.
실시예Example
제조예 1. 2Preparation Example 1.2 HH -벤조트리아졸의 합성-Synthesis of benzotriazole
벤젠-1,2-다이아민(5g, 46.236mmol)을 아세트산(80mL)에 녹인 후 상온에서 교반하였다. 아질산나트륨(3.84g, 55.539mmol)을 물(20mL)에 녹이고 반응 혼합물에 천천히 첨가한 후 20분간 교반하였다. 이후 아세트산 에틸을 첨가하였다.Benzene-1,2-diamine (5g, 46.236mmol) was dissolved in acetic acid (80mL) and stirred at room temperature. Sodium nitrite (3.84g, 55.539mmol) was dissolved in water (20mL) and slowly added to the reaction mixture, followed by stirring for 20 minutes. Then ethyl acetate was added.
이후, 후처리 공정으로 반응 혼합물을 물로 3번 세척한 후, 진공 증류시킨 잔여물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리하여 흰색 고체형태의 화합물(상기 반응식 1의 화학물b, 4.8 g, 88%)을 수득하였다:Thereafter, the reaction mixture was washed three times with water as a post-treatment process, and then the residue obtained by vacuum distillation was separated through column chromatography to obtain a white solid compound (chemical compound b in
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.97 (d, 2H, J = 5.8 Hz) 7.47 (d, 2H, J = 5.8 Hz); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 138.875, 126.145, 114.963; HRMS(m/z, EI+) calcd for C6H5N3, 119.0483, found 119.0484. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.97 (d, 2H, J = 5.8 Hz) 7.47 (d, 2H, J = 5.8 Hz); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 138.875, 126.145, 114.963; HRMS ( m/z , EI + ) calcd for C 6 H 5 N 3 , 119.0483, found 119.0484.
제조예 2. 2-(6-브로모-헥실)-2Preparation Example 2. 2-(6-bromo-hexyl)-2 HH -벤조트리아졸의 합성-Synthesis of benzotriazole
2H-벤조트리아졸(15.0g, 125.919mmol)을 디메틸 설폭사이드(200mL)에 녹였다. 수산화나트륨(25.2g, 629.595mmol)을 반응혼합물에 첨가한 후 테트라부틸암모늄 브롬화물을 촉매량 첨가 하였다. 1,6-다이브로모헥산(152.9g, 629.595mmol)을 반응 혼합물에 첨가한 후 50℃ 아르곤 기체 존재 하에서 12시간 교반하고, 상온까지 식힌 다음 클로로포름을 첨가하였다. 2 H - benzotriazole (15.0g, 125.919mmol) a was dissolved in dimethylsulfoxide (200mL). Sodium hydroxide (25.2 g, 629.595 mmol) was added to the reaction mixture, and then tetrabutylammonium bromide was added in a catalytic amount. 1,6-dibromohexane (152.9g, 629.595mmol) was added to the reaction mixture, stirred for 12 hours in the presence of argon gas at 50°C, cooled to room temperature, and then chloroform was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 흰색 오일형태의 화합물(상기 반응식 1의 화학물c, 12.8g, 40%)을 수득하였다:Thereafter, the same post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a white oily compound (chemical c, 12.8g, 40% in Scheme 1):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 7.0 Hz) 7.40 (d, 2H, J = 7.0 Hz) 4.75 (t, 2H, J = 7.05 Hz) 3.39 (t, 2H, J = 6.45 Hz) 2.15 (q, 2H, J = 7.10 Hz) 1.85 (q, 2H, J = 7.10 Hz) 1.50 (q, 2H, J = 7.10 Hz) 1.40 (q, 2H, J = 6.50 Hz); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 144.098, 125.992, 117.812, 56.156, 33.516, 32.275, 29.625, 27.388, 25.535; HRMS(m/z, EI+) for C12H16BrN3, 281.0528, found 281.0530. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 7.0 Hz) 7.40 (d, 2H, J = 7.0 Hz) 4.75 (t, 2H, J = 7.05 Hz) 3.39 ( t, 2H, J = 6.45 Hz) 2.15 (q, 2H, J = 7.10 Hz) 1.85 (q, 2H, J = 7.10 Hz) 1.50 (q, 2H, J = 7.10 Hz) 1.40 (q, 2H, J = 6.50 Hz); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 144.098, 125.992, 117.812, 56.156, 33.516, 32.275, 29.625, 27.388, 25.535; HRMS ( m/z , EI + ) for C 12 H 16 BrN 3 , 281.0528, found 281.0530.
실시예 1. 6-(2 Example 1. 6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)-N,N-다이메틸헥산-1-아민의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)-N,N-dimethylhexan-1-amine
상기 제조예 2에서 수득한 화합물(c, 1.4g, 4.961mmol)을 테트라하이드로퓨란(15mL)에 녹였다. 50℃에서 디메틸아민(15.1mL, 30.279mmol)을 반응혼합물에 첨가했다. 반응 혼합물을 상온에서 아르곤 기체 조건에서 4일 교반 후 수산화나트륨(0.1M)을 첨가한 후, 아세트산에틸을 첨가하였다.The compound (c, 1.4g, 4.961mmol) obtained in Preparation Example 2 was dissolved in tetrahydrofuran (15mL). Dimethylamine (15.1 mL, 30.279 mmol) was added to the reaction mixture at 50°C. The reaction mixture was stirred at room temperature under argon gas conditions for 4 days, sodium hydroxide (0.1M) was added, and ethyl acetate was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 무색 오일형태의 화합물(상기 반응식 1의 화학물d, 0.9 g, 99%)를 수득하였다:Thereafter, the same post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a colorless oily compound (chemical d in
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 7.38 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.73 (t, 2H, J = 7.35 Hz) 2.23 (t, 2H, J = 7.10 Hz) 2.20 (s, 6H) 2.13 (q, 2H, J = 7.23 Hz) 1.47-1.38 (m, 6H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 143.914, 125.655, 117.613, 59.174, 56.033, 45.065, 29.609, 27.097, 26.469, 26.132; HRMS(m/z, EI+) calcd for C14H22N4, 246.1844, found 246.1843. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 7.38 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.73 (t, 2H, J = 7.35 Hz) 2.23 ( t, 2H, J = 7.10 Hz) 2.20 (s, 6H) 2.13 (q, 2H, J = 7.23 Hz) 1.47-1.38 (m, 6H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 143.914, 125.655, 117.613, 59.174, 56.033, 45.065, 29.609, 27.097, 26.469, 26.132; HRMS ( m/z , EI + ) calcd for C 14 H 22 N 4 , 246.1844, found 246.1843.
제조예 3. 6-(2Manufacturing Example 3. 6-(2 HH -벤조트리아졸-2일)헥사날의 합성-Synthesis of benzotriazol-2yl)hexanal
탄산수소나트륨(10.8g, 129.49mmol)을 디메틸 설폭사이드(100mL)에 녹이고 120℃의 아르곤 기체 조건에서 상기 제조예 2에서 수득한 화합물(c, 6.3g, 22.326mmol)를 첨가하고, 30분 후 상온까지 식힌 다음 아세트산에틸을 첨가했다.Sodium hydrogen carbonate (10.8 g, 129.49 mmol) was dissolved in dimethyl sulfoxide (100 mL), and the compound (c, 6.3 g, 22.326 mmol) obtained in Preparation Example 2 was added under argon gas conditions at 120° C., and after 30 minutes After cooling to room temperature, ethyl acetate was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 흰색 오일형태의 화합물(상기 반응식 1의 화학물e, 1.5g, 32%)를 수득하였다:Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a white oily compound (chemical e, 1.5g, 32% in Scheme 1):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 9.75 (s, 1H) 7.87 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 7.39 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.75 (t, 2H, J = 7.05 Hz) 2.44 (t, 2H, J = 7.00 Hz) 2.15(q, 2H, J = 7.60 Hz) 1.70 (q, 2H, J = 7.60 Hz) 1.38 (q, 2H, J = 7.60 Hz); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 201.312, 143.868, 125.701, 117.567, 55.696, 42.921, 29.257, 25.565, 20.924; HRMS(m/z, EI+) calcd for C12H15N3O, 217.1215, found 217.1217. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 9.75 (s, 1H) 7.87 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 7.39 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.75 (t, 2H, J = 7.05 Hz) 2.44 (t, 2H, J = 7.00 Hz) 2.15 (q, 2H, J = 7.60 Hz) 1.70 (q, 2H, J = 7.60 Hz) 1.38 (q, 2H, J = 7.60 Hz); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 201.312, 143.868, 125.701, 117.567, 55.696, 42.921, 29.257, 25.565, 20.924; HRMS (m / z, EI + ) calcd for C 12 H 15 N 3O, 217.1215, found 217.1217.
실시예 2. 6-(2Example 2. 6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)-N-메틸헥산-1-아민의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)-N-methylhexan-1-amine
상기 제조예 3에서 수득한 화합물을 메틸아민과 함께 에탄올(80mL)에 녹인 후, 아르곤 기체 조건에서 50℃로 8시간 환류한 다음 수소화 붕소 나트륨을 첨가했다. 이를 16시간 동안 환류한 다음 상온까지 식히고 아세트산에틸을 첨가하였다.The compound obtained in Preparation Example 3 was dissolved in ethanol (80 mL) together with methylamine, and then refluxed at 50° C. for 8 hours under argon gas conditions, and sodium borohydride was added. This was refluxed for 16 hours, then cooled to room temperature, and ethyl acetate was added.
이후, 후처리 공정으로 반응 혼합물을 물로 3번 세척한 후, 진공 증류시킨 잔여물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리하여 밝은 노란색 오일형태의 6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-N-메틸헥산-1-아민을 수득하였다Then, after a post-treatment step The reaction mixture was washed with water three times, the vacuum distillation and the residue was separated via column chromatography and a light yellow oil in the form of 6- (2 H - benzotriazol-2-yl) -N -Methylhexan-1-amine was obtained
실시예 3. 6-(2Example 3. 6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)-N-메틸헥산-1-아민의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)-N-methylhexan-1-amine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 에테인-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일형태의 6-(2H-벤조트리아졸-2-일)-N-메틸헥산-1-아민을 수득하였다.In Example 2, methylamine instead of ethane-l, 2-diamine, except for using the above-described embodiment 2, by performing the same procedure as a light yellow oil in the form of 6- (2 H - benzotriazol-2-yl )-N-methylhexan-1-amine was obtained.
실시예 4. NExample 4. N 1One -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]-N-Benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 22 -메틸에테인-1,2-다이아민의 합성-Synthesis of methylethane-1,2-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 N-메틸에틸렌다이아민을 사용하고, 화합물(e), 에탄올, 수소화 붕소 나트륨을 각각 1.21g(5.523mmol), 20mL, 1.25g(33.034mmol)으로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일형태의 N1-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]-N2-메틸에테인-1,2-다이아민(1.1g, 72%)을 수득하였다:In Example 2, N -methylethylenediamine was used instead of methylamine, except that compound (e), ethanol, and sodium borohydride were used at 1.21 g (5.523 mmol), 20 mL, and 1.25 g (33.034 mmol), respectively. And carrying out the same method as in Example 2, in the form of a light yellow oil, N 1 -[6-(2 H -benzotriazol- 2 -yl)hexyl]-N 2 -methylethane-1,2-diamine ( 1.1 g, 72%) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CD3OD): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 7.39 (d, 2H, J = 6.40 Hz) 4.74 (t, 2H, J = 7.05 Hz) 2.76 (t, 2H, J = 6.50 Hz) 2.39 (t, 2H, J = 6.40 Hz) 2.33 (t, 2H, J = 7.35 Hz) 2.20 (s, 3H) 2.13 (q, 2H, J = 7.05 Hz) 1.49-1.38 (m, 6H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 144.205, 126.222, 117.934, 60.062, 57.780, 56.570, 42.155, 39.321, 30.069, 27.021, 26.837, 26.484; HRMS (m/z, FAB +) calcd for C15H25N5, 276.2188, found 276.2186. 1 H NMR (300 MHz, CD 3 OD): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 7.39 (d, 2H, J = 6.40 Hz) 4.74 (t, 2H, J = 7.05 Hz) 2.76 (t, 2H, J = 6.50 Hz) 2.39 (t, 2H, J = 6.40 Hz) 2.33 (t, 2H, J = 7.35 Hz) 2.20 (s, 3H) 2.13 (q, 2H, J = 7.05 Hz) 1.49 -1.38 (m, 6H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 144.205, 126.222, 117.934, 60.062, 57.780, 56.570, 42.155, 39.321, 30.069, 27.021, 26.837, 26.484; HRMS ( m/z , FAB + ) calcd for C 15 H 25 N 5 , 276.2188, found 276.2186.
실시예 5. NExample 5. N 1One -(2-아미노에틸)-N-(2-aminoethyl)-N 22 -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]에테인-1,2-다이아민 의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)hexyl]ethane-1,2-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 다이에틸렌트라이아민(0.48mL, 4.60mmol)을 사용하고, 화합물(e), 에탄올, 수소화 붕소 나트륨을 각각 1g(4.60mmol), 10mL, 0.17g(4.60mmol)으로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일형태의 N1-(2-아미노에틸)-N2-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]에테인-1,2-다이아민(0.5g, 45%)을 수득하였다:In Example 2, diethylenetriamine (0.48mL, 4.60mmol) was used instead of methylamine, and 1g (4.60mmol), 10mL, 0.17g (4.60mmol) of compound (e), ethanol, and sodium borohydride were respectively used. N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -[6-(2 H -benzotriazol-2-yl) hexyl in the form of a light yellow oil was carried out in the same manner as in Example 2 above, except that it was used as ]Etein-1,2-diamine (0.5 g, 45%) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.55 (d, 2H, J = 7.10 Hz) 7.04 (d, 2H, J = 7.0 Hz) 4.40 (t, 2H, J = 6.75 Hz) 2.45-2.33 (m, 6H) 2.23 (t, 2H, J = 6.15 Hz) 1.79-1.64 (m, 4H) 1.14-1.04 (m, 6H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 143.930, 125.839, 117.628, 56.141, 52.035, 49.416, 49.125, 48.910, 41.374, 29.655, 29.502, 26.423, 26.117; HRMS (m/z, FAB+) calcd for C16H28N6, 305.2454, found 305.2452. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.55 (d, 2H, J = 7.10 Hz) 7.04 (d, 2H, J = 7.0 Hz) 4.40 (t, 2H, J = 6.75 Hz) 2.45- 2.33 (m, 6H) 2.23 (t, 2H, J = 6.15 Hz) 1.79-1.64 (m, 4H) 1.14-1.04 (m, 6H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 143.930, 125.839, 117.628, 56.141, 52.035, 49.416, 49.125, 48.910, 41.374, 29.655, 29.502, 26.423, 26.117; HRMS ( m/z , FAB + ) calcd for C 16 H 28 N 6 , 305.2454, found 305.2452.
실시예 6. NExample 6. N 1One -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]-N-Benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 22 -[2-(메틸아미노)에틸]에테인-1,2-다이아민의 합성-Synthesis of [2-(methylamino)ethyl]ethane-1,2-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 N1-(2-아미노에틸)-N2-메틸에테인-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일형태의 N1-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]-N2-[2-(메틸아미노)에틸]에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 2, a light yellow oil form was carried out in the same manner as in Example 2, except that N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -methylethane-1,2-diamine was used instead of methylamine. N 1 -[6-(2 H -benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 2 -[2-(methylamino)ethyl]ethane-1,2-diamine was obtained.
실시예 7. NExample 7. N 1One -(2-아미노에틸)-N-(2-aminoethyl)-N 22 -(2-{[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]아미노}에틸)에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -(2-{[6-(2H-benzotriazol-2-yl)hexyl]amino}ethyl)ethane-1,2-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 N1,N1'-(에테인-1,2-다일)다이(에테인-1,2-다이아민)을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1-(2-아미노에틸)-N2-(2-{[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]아미노}에틸)에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 2, the same method as in Example 2 was carried out except that N 1 ,N 1′ -(ethane-1,2-diyl)di(ethane-1,2-diamine) was used instead of methylamine. As a light yellow oil, N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -(2-{[6-(2H-benzotriazol-2-yl)hexyl]amino}ethyl)ethane-1,2-dia Min was obtained.
실시예 8. NExample 8. N 1One -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]-N-Benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 22 -(2-{[2-(메틸아미노)에틸]아미노}에틸)에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -(2-{[2-(methylamino)ethyl]amino}ethyl)ethane-1,2-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 N1-(2-아미노에틸)-N2-[2-(메틸아미노)에틸]에테인-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]-N2-(2-{[2-(메틸아미노)에틸]아미노}에틸)에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 2, the same as in Example 2 except that N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -[2-(methylamino)ethyl]ethane-1,2-diamine was used instead of methylamine. The method was carried out to form a light yellow oil N 1 -[6-(2 H -benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 2 -(2-{[2-(methylamino)ethyl]amino}ethyl) Etain-1,2-diamine was obtained.
실시예 9. NExample 9. N 1One -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]-3,6,9,12-테트라아자테트라데케인-1,14-다이아민의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)hexyl]-3,6,9,12-tetraazatetradecane-1,14-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 3,6,9,12-테트라아자테트라데케인-1,14-다이아민(0.69mL, 2.82mmol)을 사용하고, 화합물(e), 에탄올, 수소화 붕소 나트륨을 각각 1.02g(4.69mmol), 10mL, 0.18g(4.69mmol)으로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]-3,6,9,12-테트라아자테트라데케인-1,14-다이아민(0.4g)을 수득하였다: In Example 2, 3,6,9,12-tetraazatetradecane-1,14-diamine (0.69 mL, 2.82 mmol) was used instead of methylamine, and compound (e), ethanol, sodium borohydride N 1 -[6-(2 H -benzotriazole in the form of a light yellow oil was carried out in the same manner as in Example 2 above, except that 1.02 g (4.69 mmol), 10 mL, and 0.18 g (4.69 mmol) were used, respectively. -2-yl)hexyl]-3,6,9,12-tetraazatetradecane-1,14-diamine (0.4 g) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 6.40 Hz) 7.38 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.73 (t, 2H, J = 7.00 Hz) 2.90-2.85 (m, 4H) 2.80-2.65 (m, 6H) 2.62-2.55 (m, 4H) 2.53-2.40 (m, 8H) 2.15-2.05 (m, 2H) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.43-1.30 (m, 4H) 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.87 (d, 2H, J = 6.40 Hz) 7.38 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.73 (t, 2H, J = 7.00 Hz) 2.90- 2.85 (m, 4H) 2.80-2.65 (m, 6H) 2.62-2.55 (m, 4H) 2.53-2.40 (m, 8H) 2.15-2.05 (m, 2H) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.43-1.30 ( m, 4H)
실시예 10. NExample 10. N 1One -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]-N-Benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 1414 -메틸-3,6,9,12-테트라아자테트라데케인-1,14-다이아민의 합성-Synthesis of methyl-3,6,9,12-tetraazatetradecane-1,14-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 N1-메틸-3,6,9,12-테트라아자테트라데케인-1,14-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]-N14-메틸-3,6,9,12-테트라아자테트라데케인-1,14-다이아민을 수득하였다.In Example 2, in place of methylamine, N 1 -methyl-3,6,9,12-tetraazatetradecane-1,14-diamine was used in the same manner as in Example 2, N 1 -[6-(2 H -benzotriazol-2-yl)hexyl]-N 14 -methyl-3,6,9,12-tetraazatetradecane-1,14-diamine as a yellow oil Was obtained.
실시예 11. NExample 11.N 1One ,N,N 1One -비스(2-아미노에틸)-N-Bis(2-aminoethyl)-N 22 -[6-(2-[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]에테인-1,2-아민의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)hexyl]ethane-1,2-amine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 트리스(2-아미노에틸)아민(2.54mL, 16.97mmol)을 사용하고, 하기의 조건으로 수행한 것을 제외하고 화합물(e), 에탄올, 수소화 붕소 나트륨을 각각 3g(11.31mmol), 80mL, 0.248g(11.31mmol)으로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1,N1-비스(2-아미노에틸)-N2-[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]에테인-1,2-아민(1.21g, 71%)을 수득하였다: In Example 2, tris (2-aminoethyl) amine (2.54 mL, 16.97 mmol) was used instead of methylamine, and compound (e), ethanol, and sodium borohydride were each 3 g, except that it was carried out under the following conditions. (11.31mmol), 80mL, 0.248g ( 11.31mmol) , and the second embodiment the same way performed by a light yellow oil in the form of N 1, N 1 with the exception that the bis (2-aminoethyl) -N 2 - a - [6- (2 H-benzotriazol-2-yl) cyclohexyl] ethane-l, 2-amine (1.21g, 71%) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.86 (d, 2H, J = 6.40 Hz) 7.38 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.72 (t, 2H, J = 6.50 Hz) 2.74 (t, 2H, J = 5.30 Hz) 2.65-2.60 (m, 4H) 2.58-2.50 (m, 4H) 2.20-2.10 (m, 2H) 1.80-1.65 (m, 4H) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.40-1.30 (m, 4H) 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.86 (d, 2H, J = 6.40 Hz) 7.38 (d, 2H, J = 6.50 Hz) 4.72 (t, 2H, J = 6.50 Hz) 2.74 ( t, 2H, J = 5.30 Hz) 2.65-2.60 (m, 4H) 2.58-2.50 (m, 4H) 2.20-2.10 (m, 2H) 1.80-1.65 (m, 4H) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.40 -1.30 (m, 4H)
실시예 12. NExample 12. N 22 -(2-아미노에틸)-N-(2-aminoethyl)-N 1One -{2-[(2-아미노에틸)아미노]에틸}-N-{2-[(2-aminoethyl)amino]ethyl}-N 1One -{2-[(2-{[6-(2-{2-[(2-{[6-(2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]아미노}에틸)아미노]에틸}에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -benzotriazol-2-yl)hexyl]amino}ethyl)amino]ethyl}ethane-1,2-diamine
상기 실시예 2에서, 메틸아민 대신 N2-(2-아미노에틸)-N1,N1-비스{2-[(2-아미노에틸)아미노]에틸}에탄-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N2-(2-아미노에틸)-N1-{2-[(2-아미노에틸)아미노]에틸}-N1-{2-[(2-{[6-(2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]아미노}에틸)아미노]에틸}에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 2, N 2 -(2-aminoethyl)-N 1 ,N 1 -bis{2-[(2-aminoethyl)amino]ethyl}ethane-1,2-diamine was used instead of methylamine. N 2 -(2-aminoethyl)-N 1 -{2-[(2-aminoethyl)amino]ethyl}-N 1 -{ in the form of a light yellow oil by performing the same method as in Example 2 above. 2-a [(2 - {[6- (2 H-benzotriazol-2-yl) hexyl] amino} ethyl) amino] ethyl} ethane-l, 2-diamine was obtained.
제조예 4. 4,7-다이브로모-2-(6-브로모헥실)-2Preparation Example 4. 4,7-dibromo-2-(6-bromohexyl)-2 HH -벤조트리아졸(화합물h)의 합성-Synthesis of benzotriazole (compound h)
4,7-다이브로모-2H-벤조트리아졸(11.5g, 41.53mmol)을 디메틸 설폭사이드(80mL)에 녹였다. 수산화나트륨(8.3g, 207.64mmol)을 반응혼합물에 첨가한 후 테트라부틸암모늄 브롬화물을 촉매량 첨가 했다. 1,6-다이브로모헥산(31.7mL, 207.64mmol)을 반응 혼합물에 첨가한 후 50℃ 아르곤 기체 조건에서 12시간 교반 했다. 상온까지 식힌 다음 클로로포름을 첨가했다.4,7-dibromo-2 H -benzotriazole (11.5g, 41.53mmol) was dissolved in dimethyl sulfoxide (80mL). After sodium hydroxide (8.3 g, 207.64 mmol) was added to the reaction mixture, tetrabutylammonium bromide was added in a catalytic amount. After 1,6-dibromohexane (31.7 mL, 207.64 mmol) was added to the reaction mixture, the mixture was stirred at 50° C. under argon gas conditions for 12 hours. After cooling to room temperature, chloroform was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 흰색 오일형태의 화합물(상기 반응식 2의 화합물h, 7.8g)를 수득하였다: Thereafter, the same post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a white oily compound (compound h in Scheme 2, 7.8g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.46 (s, 2H) 4.80 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 3.40 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.17 (q, 2H, J = 7.7 Hz) 1.87 (q, 2H, J = 7.6 Hz) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.43-1.35 (m, 2H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 143.72, 129.64, 109.95, 57.24, 33.68, 32.35, 30.02, 27.53, 25.69; HRMS(m/z, EI+) for C12H14Br3N3, 436.8738, found 436.8736. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.46 (s, 2H) 4.80 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 3.40 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.17 (q, 2H, J = 7.7 Hz) 1.87 (q, 2H, J = 7.6 Hz) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.43-1.35 (m, 2H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ):? (Ppm) 143.72, 129.64, 109.95, 57.24, 33.68, 32.35, 30.02, 27.53, 25.69; HRMS ( m/z , EI + ) for C 12 H 14 Br 3 N 3 , 436.8738, found 436.8736.
제조예 5. 2-(6-브로모헥실)-4,7-비스(4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보로란-2-일)-2Preparation Example 5. 2-(6-bromohexyl)-4,7-bis(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-2 HH -벤조트리아졸(화합물i)의 합성-Synthesis of benzotriazole (compound i)
상기 제조예 4에서 수득한 화합물(h, 7.7g, 27.81mmol)과 비스(피나콜라토)다이보론(21.1g, 83.43mmol)과 포타슘아세테이트(11g, 111.23mmol)과 1,1'-비스(다이페닐포스피노)페로센)팔라듐 다이클로라이드(0.91g, 1.11mmol)을 1,4-다이옥세인(140mL)에 교반하였다. 100℃ 아르곤 기체 조건에서 12시간 환류한 후, 상온까지 식힌 다음 아세트산에틸을 첨가했다. The compound (h, 7.7g, 27.81mmol) obtained in Preparation Example 4, bis (pinacolato) diboron (21.1g, 83.43mmol), potassium acetate (11g, 111.23mmol) and 1,1'-bis ( Diphenylphosphino)ferrocene)palladium dichloride (0.91g, 1.11mmol) was stirred in 1,4-dioxane (140mL). After refluxing at 100° C. under argon gas conditions for 12 hours, the mixture was cooled to room temperature, and ethyl acetate was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 노란색 오일형태의 화합물i(5.0g)를 수득하였다: Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a yellow oily compound i (5.0 g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.88 (s, 2H) 4.82 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 3.42 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.17 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.89 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.60-1.50 (m, 4H) 1.43 (s, 24H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 146.32, 134.22, 84.14, 56.34, 33.81, 32.54, 29.76, 27.62, 25.79, 24.91; HRMS(m/z, EI+) for C24H38B2BrN3O4, 533.2242, found 533.2230. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.88 (s, 2H) 4.82 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 3.42 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.17 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.89 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.60-1.50 (m, 4H) 1.43 (s, 24H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 146.32, 134.22, 84.14, 56.34, 33.81, 32.54, 29.76, 27.62, 25.79, 24.91; HRMS ( m/z , EI + ) for C 24 H 38 B 2 BrN 3 O 4 , 533.2242, found 533.2230.
제조예 6. 2-(6-브로모헥실)-4,7-다이페닐-2Preparation Example 6. 2-(6-bromohexyl)-4,7-diphenyl-2 HH -벤조트리아졸(화합물j)의 합성-Synthesis of benzotriazole (compound j)
상기 제조예 4에서 수득한 화합물 h(2.0g, 4.50mmol)과 4,4,5,5-테트라메틸-2-페닐-1,3,2-다이옥사보로레인(2.8g, 13.64mmol)과 탄산칼륨(2.3g, 16.82mmol)과 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.21g, 0.18mmol)을 물(20mL)과 테트라하이드로퓨란(40mL)에 교반하였다. 100℃ 아르곤 기체 조건에서 12시간 환류한 후, 상온까지 식힌 다음 에터를 첨가했다.Compound h (2.0g, 4.50mmol) obtained in Preparation Example 4 and 4,4,5,5-tetramethyl-2-phenyl-1,3,2-dioxaborolane (2.8g, 13.64mmol) and carbonic acid Potassium (2.3g, 16.82mmol) and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.21g, 0.18mmol) were stirred in water (20mL) and tetrahydrofuran (40mL). After refluxing at 100° C. under argon gas conditions for 12 hours, the mixture was cooled to room temperature, and ether was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 노란색 오일형태의 화합물(상기 반응식 2의 화합물j, 1.0g)를 수득하였다:Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a yellow oily compound (compound j of Scheme 2, 1.0g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 8.10 (d, 4H, J = 7.1 Hz) 7.67 (s, 2H) 7.57 (t, 4H, J = 7.1 Hz) 7.45 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 4.82 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 3.41 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.20 (q, 2H, J = 7.1 Hz) 1.88 (q, 2H, J = 7.1 Hz) 1.60-1.50 (m, 2H) 1.45-1.35 (m, 2H); HRMS(m/z, EI+) for C24H24BrN3, 433.1154, found 433.1152. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 8.10 (d, 4H, J = 7.1 Hz) 7.67 (s, 2H) 7.57 (t, 4H, J = 7.1 Hz) 7.45 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 4.82 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 3.41 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.20 (q, 2H, J = 7.1 Hz) 1.88 (q, 2H, J = 7.1 Hz) 1.60- 1.50 (m, 2H) 1.45-1.35 (m, 2H); HRMS ( m/z , EI + ) for C 24 H 24 BrN 3 , 433.1154, found 433.1152.
제조예 7. 6-(4,7-다이페닐-2Preparation Example 7. 6-(4,7-diphenyl-2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥사날(화합물k)의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)hexanal (compound k)
탄산수소나트륨(2.23g, 26.48mmol)을 디메틸 설폭사이드(50mL)에 녹이고 120℃의 아르곤 기체 조건에서 상기 제조예 6에서 수득한 화합물(j, 4.6g, 10.59mmol)을 첨가했다. 30분 후 상온까지 식힌 다음 아세트산에틸을 첨가했다. Sodium hydrogen carbonate (2.23 g, 26.48 mmol) was dissolved in dimethyl sulfoxide (50 mL), and the compound (j, 4.6 g, 10.59 mmol) obtained in Preparation Example 6 was added under argon gas conditions at 120°C. After 30 minutes, it was cooled to room temperature, and ethyl acetate was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 흰색 오일형태의 화합물(상기 반응식 2의 화합물k, 1.5g)를 수득하였다:Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a white oily compound (compound k in Scheme 2, 1.5 g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 9.78 (s, 1H) 8.11 (d, 4H, J = 7.1 Hz) 7.67 (s, 2H) 7.58 (t, 4H, J = 7.0 Hz) 7.46 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 4.82 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.44 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.19 (q, 2H, J = 7.1 Hz) 1.72 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.50-1.40 (m, 2H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 202.42, 143.50, 137.33, 130.24, 128.75, 128.59, 128.03, 124.77, 56.43, 43.67, 29.99, 26.10, 21.46; HRMS(m/z, FAB+) for C24H23N3O, 370.1919, found 370.1917. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 9.78 (s, 1H) 8.11 (d, 4H, J = 7.1 Hz) 7.67 (s, 2H) 7.58 (t, 4H, J = 7.0 Hz) 7.46 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 4.82 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.44 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.19 (q, 2H, J = 7.1 Hz) 1.72 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.50-1.40 (m, 2H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 202.42, 143.50, 137.33, 130.24, 128.75, 128.59, 128.03, 124.77, 56.43, 43.67, 29.99, 26.10, 21.46; HRMS ( m/z , FAB + ) for C 24 H 23 N 3 O, 370.1919, found 370.1917.
실시예 13. NExample 13. N 1One -(2-아미노에틸)-N-(2-aminoethyl)-N 22 -[6-(4,7-다이페닐-2-[6-(4,7-diphenyl-2 HH -벤조트리아졸-2-일)헥실]에테인-1,2-다이아민의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl)hexyl]ethane-1,2-diamine
상기 제조예 7에서 수득한 화합물(k, 1.20g, 3.25mmol)을 다이에틸렌트라이아민(2.05mL, 19.5mmol)과 함께 에탄올(20mL)에 녹였다. 아르곤 기체 조건에서 50℃로 8시간 환류한 다음 수소화 붕소 나트륨(1.11g, 29.25mmol)을 첨가했다. 16시간 동안 환류한 다음 상온까지 식히고 아세트산에틸을 첨가했다. 반응 혼합물을 물로 3번 씻어주었다. 진공 증류시킨 잔여물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1-(2-아미노에틸)-N2-[6-(4,7-다이페닐-2H-벤조트리아졸-2-일)헥실]에테인-1,2-다이아민(1.1g)을 수득하였다: The compound (k, 1.20g, 3.25mmol) obtained in Preparation Example 7 was dissolved in ethanol (20mL) together with diethylenetriamine (2.05mL, 19.5mmol). After refluxing at 50° C. for 8 hours under argon gas conditions, sodium borohydride (1.11 g, 29.25 mmol) was added. After refluxing for 16 hours, it was cooled to room temperature, and ethyl acetate was added. The reaction mixture was washed 3 times with water. The vacuum distilled residue was separated through column chromatography and N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -[6-(4,7-diphenyl-2 H -benzotriazole- 2 ) as a light yellow oil. -Yl)hexyl]ethane-1,2-diamine (1.1 g) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 8.07 (d, 4H, J = 8.2 Hz) 7.65 (s, 2H) 7.54 (t, 4H, J = 7.6 Hz) 7.42 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.79 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.79 (t, 2H, J = 5.3 Hz) 2.75-2.65(m, 4H) 2.59 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.20-2.05 (m, 2H) 2.00-1.80 (m, 4H) 1.55-1.30 (m, 4H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 143.47, 137.37, 130.22, 128.70, 128.59, 127.97, 124.66, 56.69, 52.40, 49.81, 49.49, 49.23, 41.73, 30.18, 29.89, 26.82, 26.53; HRMS(m/z, FAB+) for C28H36N6, 457.3085, found 457.3075. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 8.07 (d, 4H, J = 8.2 Hz) 7.65 (s, 2H) 7.54 (t, 4H, J = 7.6 Hz) 7.42 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.79 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.79 (t, 2H, J = 5.3 Hz) 2.75-2.65 (m, 4H) 2.59 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.20-2.05 (m , 2H) 2.00-1.80 (m, 4H) 1.55-1.30 (m, 4H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 143.47, 137.37, 130.22, 128.70, 128.59, 127.97, 124.66, 56.69, 52.40, 49.81, 49.49, 49.23, 41.73, 30.18, 29.89, 26.82, 26.53; HRMS ( m/z , FAB + ) for C 28 H 36 N 6 , 457.3085, found 457.3075.
실시예 14. NExample 14. N 1One ,N,N 1One -비스(2-아미노에틸)-N-Bis(2-aminoethyl)-N 22 -[6-(4,7-다이페닐-2-[6-(4,7-diphenyl-2 HH -벤조트라이졸-2-일)헥실]에테인-1,2-다이아민의 합성-Synthesis of benzotrizol-2-yl)hexyl]ethane-1,2-diamine
상기 실시예 13에서, 다이에틸렌트라이아민 대신 N1-(2-아미노에틸)-N2-메틸에테인-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 13과 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1,N1-비스(2-아미노에틸)-N2-[6-(4,7-다이페닐-2H-벤조트라이졸-2-일)헥실]에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 13, a bright yellow color was performed in the same manner as in Example 13, except that N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -methylethane-1,2-diamine was used instead of diethylenetriamine. N 1 ,N 1 -bis(2-aminoethyl)-N 2 -[6-(4,7-diphenyl-2 H -benzotrizol-2-yl)hexyl]ethane-1,2- in oil form Diamine was obtained.
제조예 8. 2-(6-브로모헥실)-4,7-비스(3,5-다이플루오로페닐)-2Production Example 8. 2-(6-bromohexyl)-4,7-bis(3,5-difluorophenyl)-2 HH -벤조트라이졸(화합물m)의 합성-Synthesis of benzotriazole (compound m)
상기 제조예 4에서 수득한 화합물 h(7.8g, 17.73mmol)과 2-(3,5-다이플루오로페닐)-4,4,5,5-테트라메틸-1,3,2-다이옥사보로레인(12.8g, 53.19mmol)과 탄산칼륨(9.8g, 70.92mmol)과 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.82g, 0.71mmol)을 물(20mL)과 테트라하이드로퓨란(40mL)혼합액과 교반하였다. 100℃ 아르곤 기체 조건에서 12시간 환류한 후, 상온까지 식힌 다음 에터를 첨가했다. Compound h (7.8g, 17.73mmol) and 2-(3,5-difluorophenyl)-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane obtained in Preparation Example 4 (12.8g, 53.19mmol), potassium carbonate (9.8g, 70.92mmol) and tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.82g, 0.71mmol) were stirred with a mixture of water (20mL) and tetrahydrofuran (40mL). . After refluxing at 100° C. under argon gas conditions for 12 hours, the mixture was cooled to room temperature, and ether was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 노란색 오일형태의 화합물m(5.0g)을 수득하였다:Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a yellow oily compound m (5.0 g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.70-7.62 (m, 6H) 6.96-6.84 (m, 2H) 4.84 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 3.42 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.21 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.89 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.60-1.52 (m, 2H) 1.50-1.42 (m, 2H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 164.80, 161.50, 143.07, 139.98, 128.83, 124.64, 111.55, 111.19, 103.43, 56.75, 33.50, 32.46, 29.87, 27.53, 25.76; HRMS(m/z, EI+) for C24H20BrF4N3, 505.0777, found 505.0775. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.70-7.62 (m, 6H) 6.96-6.84 (m, 2H) 4.84 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 3.42 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.21 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.89 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.60-1.52 (m, 2H) 1.50-1.42 (m, 2H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 164.80, 161.50, 143.07, 139.98, 128.83, 124.64, 111.55, 111.19, 103.43, 56.75, 33.50, 32.46, 29.87, 27.53, 25.76; HRMS ( m/z , EI + ) for C 24 H 20 BrF 4 N 3 , 505.0777, found 505.0775.
제조예 9. 6-[4,7-비스(3,5-다이플루오로페닐)-2Preparation Example 9. 6-[4,7-bis(3,5-difluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸-2-일]헥사날(화합물n)의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl]hexanal (compound n)
탄산수소나트륨(1.34g, 15.95mmol)을 디메틸 설폭사이드(50mL)에 녹이고 120℃의 아르곤 기체 조건에서 상기 제조예 8에서 수득한 화합물 m(3.23g, 6.38mmol)을 첨가했다. 30분 후 상온까지 식힌 다음 아세트산에틸을 첨가했다.Sodium hydrogen carbonate (1.34 g, 15.95 mmol) was dissolved in dimethyl sulfoxide (50 mL), and compound m (3.23 g, 6.38 mmol) obtained in Preparation Example 8 was added under argon gas conditions at 120°C. After 30 minutes, it was cooled to room temperature, and ethyl acetate was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 흰색 오일형태의 화합물(상기 반응식 2의 화합물n, 1.0g)을 수득하였다:Thereafter, the same post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a white oily compound (compound n in Scheme 2, 1.0g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 9.78 (s, 1H) 7.70-7.60 (m, 6H) 6.95-6.85 (m, 2H) 4.84 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.50 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 2.22 (q, 2H, J = 7.6 Hz) 1.75 (q, 2H, J = 7.7 Hz) 1.55-1.40 (m, 2H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 202.19, 164.70, 161.50, 143.01, 139.78, 128.73, 124.66, 111.52, 111.18, 103.44, 56.62, 43.59, 29.87, 26.09, 21.37. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 9.78 (s, 1H) 7.70-7.60 (m, 6H) 6.95-6.85 (m, 2H) 4.84 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.50 ( t, 2H, J = 7.6 Hz) 2.22 (q, 2H, J = 7.6 Hz) 1.75 (q, 2H, J = 7.7 Hz) 1.55-1.40 (m, 2H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 202.19, 164.70, 161.50, 143.01, 139.78, 128.73, 124.66, 111.52, 111.18, 103.44, 56.62, 43.59, 29.87, 26.09, 21.37.
실시예 15. NExample 15. N 1One -(2-아미노에틸)-N-(2-aminoethyl)-N 22 -{6-[4,7-비스(3,5-다이플루오로페닐)-2-(6-[4,7-bis(3,5-difluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -benzotriazol-2-yl]hexyl}ethane-1,2-diamine
상기 제조예 9에서 수득한 화합물 n((1.10g, 2.49mmol)을 다이에틸렌트라이아민(1.6mL, 14.95mmol)과 함께 에탄올(20mL)에 녹였다. 아르곤 기체 존재 하에서 50℃로 8시간 환류한 다음 수소화 붕소 나트륨(0.85g, 22.43mmol)을 첨가했다. 16시간 동안 환류한 다음 상온까지 식히고 아세트산에틸을 첨가했다. 반응 혼합물을 물로 3번 씻어주었다. 진공 증류시킨 잔여물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리하여 밝은 노란색 오일형태의 N1-(2-아미노에틸)-N2-{6-[4,7-비스(3,5-다이플루오로페닐)-2H-벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민(1.0g)을 수득하였다: Compound n ((1.10g, 2.49mmol) obtained in Preparation Example 9 was dissolved in ethanol (20mL) together with diethylenetriamine (1.6mL, 14.95mmol), and refluxed at 50°C for 8 hours in the presence of argon gas. Sodium borohydride (0.85g, 22.43mmol) was added, refluxed for 16 hours, cooled to room temperature, ethyl acetate was added, the reaction mixture was washed 3 times with water, and the residue obtained by vacuum distillation was separated through column chromatography. As a light yellow oily N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -{6-[4,7-bis(3,5-difluorophenyl)-2 H -benzotriazol-2-yl] Hexyl}ethane-1,2-diamine (1.0 g) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.70-7.60 (m, 6H) 6.92-6.82 (m, 2H) 4.82 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.81 (t, 2H, J = 5.9 Hz) 2.75-2.65 (m, 4H) 2.62 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.20-2.10 (m, 2H) 2.05-1.85 (m, 4H) 1.55-1.40 (m, 4H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 164.80, 161.50, 143.04, 139.87, 128.83, 124.66, 111.58, 111.23, 103.46, 56.92, 52.45, 49.83, 49.51, 49.26, 41.76, 30.12, 29.93, 26.78, 26.52; HRMS(m/z, FAB+) for C28H32F4N6, 529.2703, found 529.2706. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.70-7.60 (m, 6H) 6.92-6.82 (m, 2H) 4.82 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.81 (t, 2H, J = 5.9 Hz) 2.75-2.65 (m, 4H) 2.62 (t, 2H, J = 7.1 Hz) 2.20-2.10 (m, 2H) 2.05-1.85 (m, 4H) 1.55-1.40 (m, 4H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 164.80, 161.50, 143.04, 139.87, 128.83, 124.66, 111.58, 111.23, 103.46, 56.92, 52.45, 49.83, 49.51, 49.26, 41.76, 30.12, 29.93, 26.78 , 26.52; HRMS ( m/z , FAB + ) for C 28 H 32 F 4 N 6 , 529.2703, found 529.2706.
실시예 16. NExample 16. N 1One ,N,N 1One -비스(2-아미노에틸)-N-Bis(2-aminoethyl)-N 22 -{6-[4,7-비스(3,5-다이플루오로페닐)-2-(6-[4,7-bis(3,5-difluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -benzotriazol-2-yl]hexyl}ethane-1,2-diamine
상기 실시예 15에서, 다이에틸렌트라이아민 대신 N1-(2-아미노에틸)-N2-메틸에테인-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 15와 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1,N1-비스(2-아미노에틸)-N2-{6-[4,7-비스(3,5-다이플루오로페닐)-2H-벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 15, a bright yellow color was performed in the same manner as in Example 15, except that N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -methylethane-1,2-diamine was used instead of diethylenetriamine. N 1 ,N 1 -bis(2-aminoethyl)-N 2 -(6-[4,7-bis(3,5-difluorophenyl)-2 H -benzotriazol-2-yl in oil form ]Hexyl}ethane-1,2-diamine was obtained.
제조예 10. 2-(6-브로모헥실)-4,7-비스(2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2Preparation Example 10. 2-(6-bromohexyl)-4,7-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸(화합물p)의 합성-Synthesis of benzotriazole (compound p)
상기 제조예 5에서 수득한 화합물 i(4.0g, 10.78mmol)과 3-브로모-1,2,4,5-테트라플루오로벤젠(3.93mL, 32.34mmol)과 탄산칼륨(5.96g, 43.12mmol)과 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0.50g, 0.43mmol)을 물(20mL)과 테트라하이드로퓨란(40mL) 혼합액과 교반 했다. 100℃ 아르곤 기체 조건에서 12시간 환류한 후, 상온까지 식힌 다음 에터를 첨가했다. Compound i (4.0 g, 10.78 mmol) obtained in Preparation Example 5, 3-bromo-1,2,4,5-tetrafluorobenzene (3.93 mL, 32.34 mmol) and potassium carbonate (5.96 g, 43.12 mmol) ) And tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0.50 g, 0.43 mmol) were stirred with a mixture of water (20 mL) and tetrahydrofuran (40 mL). After refluxing at 100° C. under argon gas conditions for 12 hours, the mixture was cooled to room temperature, and ether was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 노란색 오일형태의 화합물(상기 반응식 2의 화합물p, 3.0 g)을 수득하였다:Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a yellow oily compound (compound p in Scheme 2, 3.0 g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.57 (s, 2H) 7.21 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.74 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 3.38 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.10 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.84 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.40-1.30 (m, 2H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 147.85, 145.75, 144.57, 142.46, 142.96, 128.05, 119.11, 117.3, 106.11, 56.85, 33.55, 32.38, 29.89, 27.40, 25.50; HRMS(m/z, EI+) for C24H16BrF8N3, 577.0400, found 577.0398. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.57 (s, 2H) 7.21 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.74 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 3.38 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.10 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.84 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.55-1.45 (m, 2H) 1.40-1.30 (m, 2H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 147.85, 145.75, 144.57, 142.46, 142.96, 128.05, 119.11, 117.3, 106.11, 56.85, 33.55, 32.38, 29.89, 27.40, 25.50; HRMS ( m/z , EI + ) for C 24 H 16 BrF 8 N 3 , 577.0400, found 577.0398.
제조예 11. 6-[4,7-비스(2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2Preparation Example 11. 6-[4,7-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸-2-일]헥사날(화합물q)의 합성-Synthesis of benzotriazol-2-yl]hexanal (Compound q)
탄산수소나트륨(0.15g, 1.73mmol)을 디메틸 설폭사이드(50mL)에 녹이고 120℃의 아르곤 기체 조건에서 상기 제조예 10에서 수득한 화합물(p, 0.40g, 0.69mmol)을 첨가했다. 30분 후 상온까지 식힌 다음 아세트산에틸을 첨가했다.Sodium hydrogen carbonate (0.15 g, 1.73 mmol) was dissolved in dimethyl sulfoxide (50 mL), and the compound (p, 0.40 g, 0.69 mmol) obtained in Preparation Example 10 was added under argon gas conditions at 120°C. After 30 minutes, it was cooled to room temperature, and ethyl acetate was added.
이후, 상기 제조예 1과 같은 후처리 공정을 수행하여 흰색 오일형태의 화합물(상기 반응식 2의 화합물q, 0.1g)을 수득하였다:Thereafter, a post-treatment process as in Preparation Example 1 was performed to obtain a white oily compound (compound q in Scheme 2, 0.1 g):
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 9.75 (s, 1H) 7.57 (s, 2H) 7.22 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.75 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.44 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.12 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.68 (q, 2H, J = 7.6 Hz) 1.45-1.35 (m, 2H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 202.20, 147.84, 145.66, 144.56, 142.93, 142.49, 128.08, 119.09, 117.09, 106.14, 56.68, 43.52, 29.79, 25.83, 21.25; HRMS(m/z, EI+) for C24H15F8N3O, 513.1087, found 513.1084. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 9.75 (s, 1H) 7.57 (s, 2H) 7.22 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.75 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.44 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.12 (q, 2H, J = 7.0 Hz) 1.68 (q, 2H, J = 7.6 Hz) 1.45-1.35 (m, 2H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 202.20, 147.84, 145.66, 144.56, 142.93, 142.49, 128.08, 119.09, 117.09, 106.14, 56.68, 43.52, 29.79, 25.83, 21.25; HRMS ( m/z , EI + ) for C 24 H 15 F 8 N 3 O, 513.1087, found 513.1084.
실시예 17. NExample 17. N 1One -(2-아미노에틸)-N-(2-aminoethyl)-N 22 -{6-[4,7-비스(2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2-(6-[4,7-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -benzotriazol-2-yl]hexyl}ethane-1,2-diamine
상기 제조예 11에서 수득한 화합물(q, 1.00g, 1.95mmol)을 다이에틸렌트라이아민(1.23mL, 11.7mmol)과 함께 에탄올(20mL에 녹였다. 아르곤 기체 존재 하에서 50℃로 8시간 환류한 다음 수소화 붕소 나트륨(0.70g, 17.55mmol)을 첨가했다. 16시간 동안 환류한 다음 상온까지 식히고 아세트산에틸을 첨가했다. 반응 혼합물을 물로 3번 씻어주었다. 진공 증류시킨 잔여물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리하여 밝은 노란색 오일형태의 N1-(2-아미노에틸)-N2-{6-[4,7-비스(2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2H-벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민(0.8g)을 수득하였다:The compound (q, 1.00 g, 1.95 mmol) obtained in Preparation Example 11 was dissolved in ethanol (20 mL) together with diethylenetriamine (1.23 mL, 11.7 mmol), refluxed at 50° C. for 8 hours in the presence of argon gas, followed by hydrogenation. Sodium boron (0.70g, 17.55mmol) was added, the mixture was refluxed for 16 hours, cooled to room temperature, ethyl acetate was added, the reaction mixture was washed 3 times with water, and the residue obtained by vacuum distillation was separated through column chromatography. Light yellow oily N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -(6-[4,7-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)-2 H -benzotriazole-2 -Yl]hexyl}ethane-1,2-diamine (0.8 g) was obtained:
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ (ppm) 7.55 (s, 2H) 7.20 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.72 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.79 (t, 2H, J = 5.3 Hz) 2.70-2.60 (m, 4H) 2.57 (t, 2H, J = 6.5 Hz) 2.10-2.00 (m, 2H) 1.55-1.30 (m, 8H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3): δ (ppm) 147.84, 145.79, 144.56, 142.92, 142.51, 127.98, 119.08, 117.14, 106.12, 57.03, 52.37, 49.74, 49.45, 49.20, 41.71, 30.10, 29.78, 26.67, 26.27; HRMS(m/z, FAB+) for C28H28F8N6, 601.2326, found 601.2323. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 7.55 (s, 2H) 7.20 (t, 2H, J = 7.6 Hz) 4.72 (t, 2H, J = 7.0 Hz) 2.79 (t, 2H, J = 5.3 Hz) 2.70-2.60 (m, 4H) 2.57 (t, 2H, J = 6.5 Hz) 2.10-2.00 (m, 2H) 1.55-1.30 (m, 8H); 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) 147.84, 145.79, 144.56, 142.92, 142.51, 127.98, 119.08, 117.14, 106.12, 57.03, 52.37, 49.74, 49.45, 49.20, 41.71, 30.10, 29.78, 26.67 , 26.27; HRMS ( m/z , FAB + ) for C 28 H 28 F 8 N 6 , 601.2326, found 601.2323.
실시예 18. NExample 18. N 1One ,N,N 1One -비스(2-아미노에틸)-N-Bis(2-aminoethyl)-N 22 -{6-[4,7-비스(2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2-(6-[4,7-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)-2 HH -벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민의 합성Synthesis of -benzotriazol-2-yl]hexyl}ethane-1,2-diamine
상기 실시예 17에서, 다이에틸렌트라이아민 대신 N1-(2-아미노에틸)-N2-메틸에테인-1,2-다이아민을 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 17과 동일한 방법을 수행하여 밝은 노란색 오일 형태의 N1,N1-비스(2-아미노에틸)-N2-{6-[4,7-비스(2,3,5,6-테트라플루오로페닐)-2H-벤조트리아졸-2-일]헥실}에테인-1,2-다이아민을 수득하였다.In Example 17, a bright yellow color was performed in the same manner as in Example 17, except that N 1 -(2-aminoethyl)-N 2 -methylethane-1,2-diamine was used instead of diethylenetriamine. N 1 ,N 1 -bis(2-aminoethyl)-N 2 -(6-[4,7-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)-2 H -benzotriazole in oil form -2-yl]hexyl}ethane-1,2-diamine was obtained.
실시예 A. 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조Example A. Preparation of inverted structure perovskite solar cell
자외선-오존 처리된 ITO/Glass 기판 위에 폴리[비스(4-페닐)(2,4,6-트라이메틸페닐)아민(PTAA) 용액을 5000rpm으로 스핀 코팅하여 정공수송층을 형성한 후 상기 정공수송층 상에 폴리[(9,9-비스(3'-(N,N-다이메틸아미노)프로필)-2,7-플루오렌)-알트-2,7-(9,9-다이옥틸플루오렌)](PFN) 용액을 5000rpm으로 스핀 코팅하여 양친매성 고분자층을 형성하였다.A hole transport layer was formed by spin coating a poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine (PTAA) solution at 5000 rpm on the UV-ozone-treated ITO/Glass substrate, and then on the hole transport layer. Poly[(9,9-bis(3'-(N,N-dimethylamino)propyl)-2,7-fluorene)-alt-2,7-(9,9-dioctylfluorene)]( PFN) solution was spin-coated at 5000 rpm to form an amphiphilic polymer layer.
상기 양친매성 고분자층 상에 페로브스카이트 혼합용액(메틸암모늄 납 요오드화물(MAPbI3))을 30초간 5000rpm으로 스핀 코팅하며, 스핀 코팅하는 동시에 디에틸 에터(diethyl ether, DEE) 용매를 필름 위에 도포하여 페로브스카이트 박막의 결정화를 유도함으로써 광활성층을 형성한 후, 형성된 광활성층을 100℃에서, 10분간 가열하여, 페로브스카이트 박막의 강한 결정화를 유도하였다. A mixed solution of perovskite (methylammonium lead iodide (MAPbI 3 )) was spin-coated on the amphiphilic polymer layer at 5000 rpm for 30 seconds, and a diethyl ether (DEE) solvent was applied on the film while spin coating. After coating to induce crystallization of the perovskite thin film to form a photoactive layer, the formed photoactive layer was heated at 100° C. for 10 minutes to induce strong crystallization of the perovskite thin film.
상기 광활성층 상에 페닐-C61-부티르산메틸에스테르(PC61BM)이 클로로벤젠 용매에 40mg/ml 농도로 용해된 용액을 1500rpm으로 30초간 스핀 코팅하여 전자수송층을 형성하였다.On the photoactive layer, a solution in which phenyl-C 61 -methyl butyrate (PC 61 BM) was dissolved in a chlorobenzene solvent at a concentration of 40 mg/ml was spin-coated at 1500 rpm for 30 seconds to form an electron transport layer.
상기 전자수송층 상에 실시예 1에서 제조한 벤조트리아졸 화합물 1mg 내지 40mg를 메탄올 1000mg 용매를 이용하여 혼합시킨 후, 5000prm으로 도포 및 건조하여 보호층을 형성하였다.A protective layer was formed by mixing 1 mg to 40 mg of the benzotriazole compound prepared in Example 1 on the electron transport layer using a solvent of 1000 mg methanol, and then coating and drying at 5000 pm.
상기 보호층 위에 구리 전극을 고진공 조건에서 열기화법으로 증착하여 역구조 페로브스카이트 태양전지를 제조하였다.An inverted structure perovskite solar cell was manufactured by depositing a copper electrode on the protective layer by a thermal process under high vacuum conditions.
실시예 B 내지 F. 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조Examples B to F. Preparation of inverted structure perovskite solar cell
상기 실시예 19에서, 벤조트리아졸 화합물을 각각 실시예 4, 5, 13, 15, 17의 화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 19와 동일한 방법을 수행하여 역구조 페로브스카이트 태양전지를 제조하였다. In Example 19, an inverted structure perovskite solar cell was prepared in the same manner as in Example 19, except that the compounds of Examples 4, 5, 13, 15, and 17 were used as the benzotriazole compounds, respectively. Was prepared.
비교예 A.Comparative Example A. 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조Fabrication of reverse structure perovskite solar cell
상기 실시예 19에서, 보호층을 포함하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 19와 동일한 방법을 수행하여 역구조 페로브스카이트 태양전지를 제조하였다.In Example 19, an inverted structure perovskite solar cell was manufactured by performing the same method as in Example 19, except that the protective layer was not included.
실험예 1. 태양전지의 성능 평가Experimental Example 1. Evaluation of solar cell performance
태양전지의 성능을 평가 하기 위하여, 실시예 19 내지 24 및 비교예 1에서 제조한 역구조 페로브스카이트 태양전지를 표준 태양광 조사조건 (조사강도 100mW/cm2; 대기 질량지수 1.5G 스펙트럼)에서 전류밀도-전압 특성을 측정하고 그 결과를 도 2 및 하기의 표 1에 나타내었다.To evaluate the performance of the solar cell, the inverted structure perovskite solar cells prepared in Examples 19 to 24 and Comparative Example 1 were subjected to standard solar irradiation conditions (irradiation intensity 100mW/cm 2 ; atmospheric mass index 1.5G spectrum) The current density-voltage characteristics were measured and the results are shown in FIG. 2 and Table 1 below.
실험결과, 보호층이 형성된 역구조 페로브스카이트 태양전지의 경우 성능이 향상된 것을 확인하였다: As a result of the experiment, it was confirmed that the performance of the inverted structure perovskite solar cell with a protective layer was improved:
[표 1][Table 1]
실험예 2. 태양전지의 안정성 평가Experimental Example 2. Stability evaluation of solar cell
역구조 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 평가하기 위하여, 상기 실시예 19 내지 24 및 비교예 1에서 제조한 역구조 페로브스카이트 태양전지를 태양광에 노출시키지 않고 공기에 노출된 상태에서 보관하고, 주기적으로 태양전지의 성능을 측정하였다.In order to evaluate the stability of the inverted structure perovskite solar cell, the inverted structure perovskite solar cell prepared in Examples 19 to 24 and Comparative Example 1 was stored in a state exposed to air without exposure to sunlight. And, the performance of the solar cell was periodically measured.
실험결과, 실시예 19 내지 24의 경우 1200시간이 지나도 태양전지의 성능이 초기효율 대비 90% 이내에서 유지되는 것을 확인할 수 있었고, 비교예 1의 경우 400시간 이내에 초기효율 대비 80% 수준으로 태양전지의 성능이 감소하는 것을 확인할 수 있었다(도 3).As a result of the experiment, in the case of Examples 19 to 24, it was confirmed that the performance of the solar cell was maintained within 90% of the initial efficiency even after 1200 hours, and in the case of Comparative Example 1, the solar cell at a level of 80% of the initial efficiency within 400 hours. It was confirmed that the performance of was decreased (FIG. 3).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (13)
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소, C1 내지 C10 알킬, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C6 내지 C20 아릴, 비치환 또는 치환된 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자는 C1 내지 C20인 헤테로아릴이고;
상기 치환된 아릴 또는 치환된 헤테로아릴은 독립적으로 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴이고;
L은 C1 내지 C30의 알킬이고;
R5는 수소, 할로겐 또는 C1 내지 C10의 알킬이고;
R6는 수소, C1 내지 C10의 알킬, , , 또는 이고,
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10의 알킬이고, n은 1 내지 20의 정수이다.)Benzotriazole compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 to R 4 may be the same or different, hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 6 to C 20 aryl, unsubstituted or substituted N, O, P or Containing 1 to 4 hetero atoms selected from S, and the remaining ring atoms are C 1 to C 20 heteroaryl;
The substituted aryl or substituted heteroaryl is independently hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl and unsubstituted or substituted C 1 to C Aryl or heteroaryl substituted with one or more substituents selected from the group consisting of 5 alkoxy;
L is C 1 to C 30 alkyl;
R 5 is hydrogen, halogen or C 1 to C 10 alkyl;
R 6 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, , , or ego,
Here, X 1 and X 2 are independently hydrogen or C 1 to C 10 alkyl, and n is an integer of 1 to 20.)
상기 벤조트리아졸 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 벤조트리아졸 화합물:
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 2 및 3에서, L, R5 및 R6의 정의는 화학식 1에서 정의된 것과 같고,
R7은 수소, 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬, 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기이다.)The method of claim 1,
The benzotriazole compound is a benzotriazole compound, characterized in that the compound represented by the following formula (2) or (3):
[Formula 2]
[Formula 3]
(In Formulas 2 and 3, the definitions of L, R 5 and R 6 are the same as those defined in Formula 1,
R 7 is a group consisting of hydrogen, hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl, and unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkoxy It is one or more substituents selected from.)
상기 벤조트리아졸 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 벤조트리아졸 화합물.The method of claim 1,
The benzotriazole compound is , , , , And Benzotriazole compound, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
상기 보호층은 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소, C1 내지 C10 알킬, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C6 내지 C20 아릴, 비치환 또는 치환된 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자는 C1 내지 C20인 헤테로아릴이고;
상기 치환된 아릴 또는 치환된 헤테로아릴은 독립적으로 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴이고;
L은 C1 내지 C30의 알킬이고;
R5는 수소, 할로겐 또는 C1 내지 C10의 알킬이고;
R6는 수소, C1 내지 C10의 알킬, , , 또는 이고,
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10의 알킬이고, n은 1 내지 20의 정수이다.)A substrate, a first electrode, a hole transport layer, a perovskite photoactive layer, an electron transport layer, a protective layer, and a second electrode are sequentially stacked and formed,
The protective layer is an inverted structure perovskite solar cell comprising a benzotriazole compound represented by the following Chemical Formula 1:
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 to R 4 may be the same or different, hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 6 to C 20 aryl, unsubstituted or substituted N, O, P or Containing 1 to 4 hetero atoms selected from S, and the remaining ring atoms are C 1 to C 20 heteroaryl;
The substituted aryl or substituted heteroaryl is independently hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl and unsubstituted or substituted C 1 to C Aryl or heteroaryl substituted with one or more substituents selected from the group consisting of 5 alkoxy;
L is C 1 to C 30 alkyl;
R 5 is hydrogen, halogen or C 1 to C 10 alkyl;
R 6 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, , , or ego,
Here, X 1 and X 2 are independently hydrogen or C 1 to C 10 alkyl, and n is an integer of 1 to 20.)
상기 벤조트리아졸 화합물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지:
[화학식 2]
[화학식 3]
(상기 화학식 2 및 3에서, L, R5 및 R6의 정의는 화학식 1에서 정의된 것과 같고,
R7은 수소, 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬, 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기이다.)The method of claim 4,
The benzotriazole compound is an inverted structure perovskite solar cell, characterized in that the compound represented by the following formula (2) or (3):
[Formula 2]
[Formula 3]
(In Formulas 2 and 3, the definitions of L, R 5 and R 6 are the same as those defined in Formula 1,
R 7 is a group consisting of hydrogen, hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl, and unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkoxy It is one or more substituents selected from.)
상기 벤조트리아졸 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지.The method of claim 4,
The benzotriazole compound is , , , , And Inverted structure perovskite solar cell, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
상기 보호층의 두께는 1nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지.The method of claim 4,
Inverted structure perovskite solar cell, characterized in that the thickness of the protective layer is 1nm to 10nm.
상기 보호층은 공액고분자 전해질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지.The method of claim 4,
The protective layer inverted structure perovskite solar cell, characterized in that it further comprises a conjugated polymer electrolyte.
상기 벤조트리아졸 화합물은 보호층의 총 중량을 기준으로 50중량% 내지 100중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지.The method of claim 4,
The benzotriazole compound is an inverted structure perovskite solar cell, characterized in that contained in an amount of 50% to 100% by weight based on the total weight of the protective layer.
상기 정공수송층은 폴리(N,N-비스(4-부틸페닐)-N,N-비스(페닐)벤지딘, 폴리싸이오펜 유도체, 다이케토피롤로피롤 유도체, 폴리(싸이에노[3,4-b]싸이오펜-알트-벤조다이싸이오펜 유도체, 폴리(페닐렌 바이닐렌) 유도체, 폴리카바졸 유도체, 폴리[비스(4-페닐)(2,4,6-트라이메틸페닐)아민, 폴리(트라이아릴 아민) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지.The method of claim 4,
The hole transport layer is poly(N,N-bis(4-butylphenyl)-N,N-bis(phenyl)benzidine, polythiophene derivative, diketopyrrolopyrrole derivative, poly(thieno[3,4- b]thiophene-alt-benzodithiophene derivative, poly(phenylene vinylene) derivative, polycarbazole derivative, poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amine, poly(tri Inverted structure perovskite solar cell comprising any one selected from the group consisting of aryl amine) and combinations thereof.
상기 전자수송층은 플러렌, 플러렌 유도체, 페닐-C61-부티르산메틸에스테르, 페닐-C70-부티르산메틸에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지.The method of claim 4,
The electron transport layer is an inverted structure perovskite, characterized in that it comprises any one selected from the group consisting of fullerene, fullerene derivative, phenyl-C 61 -methyl butyrate, phenyl-C 70 -methyl butyrate, and combinations thereof. Solar cell.
상기 정공수송층 상부에 페로브스카이트 광흡수층을 형성하는 단계;
상기 페로브스카이트 광흡수층 상부에 전자수송층을 형성하는 단계;
상기 전자수송층 상부에 보호층을 형성하는 단계; 및
상기 보호층 상부에 제 2 전극을 형성하는 단계;
를 포함하고 상기 보호층은 하기 화학식 1로 표시되는 벤조트리아졸 화합물을 포함하는 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조방법:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1 내지 R4는 동일하거나 상이할 수 있으며, 수소, C1 내지 C10 알킬, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C6 내지 C20 아릴, 비치환 또는 치환된 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자는 C1 내지 C20인 헤테로아릴이고;
상기 치환된 아릴 또는 치환된 헤테로아릴은 독립적으로 히드록시, 아민, 나이트로, 시아노, 할로젠, 알릴, 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알킬 및 비치환 또는 치환된 C1 내지 C5의 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴이고;
L은 C1 내지 C30의 알킬이고;
R5는 수소, 할로겐 또는 C1 내지 C10의 알킬이고;
R6는 수소, C1 내지 C10의 알킬, , , 또는 이고,
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10의 알킬이고, n은 1 내지 20의 정수이다.)Forming a first electrode and a hole transport layer on the substrate;
Forming a perovskite light absorbing layer on the hole transport layer;
Forming an electron transport layer on the perovskite light absorption layer;
Forming a protective layer over the electron transport layer; And
Forming a second electrode on the protective layer;
Including, and the protective layer is a method of manufacturing an inverted structure perovskite solar cell comprising a benzotriazole compound represented by the following Formula 1:
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 to R 4 may be the same or different, hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 6 to C 20 aryl, unsubstituted or substituted N, O, P or Containing 1 to 4 hetero atoms selected from S, and the remaining ring atoms are C 1 to C 20 heteroaryl;
The substituted aryl or substituted heteroaryl is independently hydroxy, amine, nitro, cyano, halogen, allyl, unsubstituted or substituted C 1 to C 5 alkyl and unsubstituted or substituted C 1 to C Aryl or heteroaryl substituted with one or more substituents selected from the group consisting of 5 alkoxy;
L is C 1 to C 30 alkyl;
R 5 is hydrogen, halogen or C 1 to C 10 alkyl;
R 6 is hydrogen, C 1 to C 10 alkyl, , , or ego,
Here, X 1 and X 2 are independently hydrogen or C 1 to C 10 alkyl, and n is an integer of 1 to 20.)
상기 벤조트리아졸 화합물은 , , , , 및 으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 역구조 페로브스카이트 태양전지의 제조방법.
The method of claim 12,
The benzotriazole compound is , , , , And Method of manufacturing an inverted structure perovskite solar cell, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
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