TW201406809A - 共聚物、使用其之有機太陽能電池以及其製造方法 - Google Patents

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Jin-Seok Kim
Tai-Ho Park
Jae-Chol Lee
Hang-Ken LEE
Gang-Young Lee
Min-Jeong Im
Seul-Ki Song
Jeong-Min Choi
Ji-Young Lee
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Lg Chemical Ltd
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Abstract

本發明係揭露一種含有3,6-咔唑之共聚物；於包含有光活化層之有機材料層中，含有上述共聚物之一有機太陽能電池；以及製造該有機太陽能電池的方法。

Description

共聚物、使用其之有機太陽能電池以及其製造方法
本發明係關於一種新穎共聚物、使用其之一有機太陽能電池以及製造該有機太陽能電池之方法。
自1992年由加州大學聖塔芭芭拉分校(UCSB)的Heeger初次發表有機共聚物為主製造太陽能電池之可能性以來，已有許多相關研究。此太陽能電池包含異質接面薄膜裝置，其中該裝置包含吸光之有機共聚物及高親電子之C60或C70富勒希衍伸物。該異質薄膜裝置包含氧化錫銦(ITO)透明電極以及例如像Al金屬之低功率負電極。
包含上述有機共聚物的光活化層能夠吸收光線，以形成電子-電洞對或激子，該電子-電洞對會移動至共聚物及C60或C70富勒希衍伸物間的介面，在此，電子及電洞會分成電子及電洞。接著，電子會移動至金屬電極，而電洞會移動至透明電極，藉此產生電極。
近來，以有機共聚物為主的有機共聚物薄膜太陽能電池效率可達7-8%(自然光子學，2009，3，649-653)。
然而，相較於以矽為主的太陽能電池之最大功 效(約39%)，以有機共聚物太陽能電池之效率仍低。因此，目前有必要發展高效能之有機聚合物太陽能電池。
韓國公開專利號10-2010-0111767揭露一種包含主鏈上含2,7-咔唑(2,7-carbazole)之導電共聚物，以及包含其之有機太陽能電池。根據上述公開專利所揭露的內容，主鏈含有2,7-咔唑之導電共聚物能夠改善吸光度及電洞遷移率，從而改善太陽能電池之效能。
然而，儘管使用2,7-咔唑，由於電洞遷移率相較於電子遷移率低，因此尚存在不易改善光學效能的問題。
[先前技術文件]
[專利文件]
韓國專利公開號10-2010-0111767
[非專利文件]
大分子，2011，44(7)，1909-1919
B. Nicolas, M. Alexandre, M. Leclerc, Adv. Mater. 19, 2295-2300
Y. Human, A. Solyman, I. Ahmed, W. C. Darren, K. James, L. G. David, J. Mater. Chem. 21, 13649-13656
本發明之目的係提供一種有機半導體材料以及包含其之有機太陽能電池，由於有機半導體材料具有高電洞遷移率以及具有高光伏特轉換率，因此其具有優異的 電特性。
為達上述目的，本發明之一態樣係提供一種共聚物，該共聚物包含由以下化學式1所示之一第一單元、以及至少一不同於該第一單元之單元，其中以組成共聚物之複數個單體的總莫耳數為基準，第一單元的含量係大於0 mole%且小於45 mole%：
其中，o及p係各自為0至3之整數。
Ra及Rb係相同或不同，且各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基(nitrile group)、硝基(nitro group)、亞醯胺基(imide group)、醯胺基(amide group)、羥基(hydroxyl group)、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基(alkylthioxy group)、經取代或未經取代之芳硫基(arylthioxy group)、經取代或未經取代之烷基磺醯(alkylsulfoxy group)、經取代或未經取代之芳基磺醯(arylsulfoxy group)、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基(silyl group)、經取代或未經取代 之硼基(boron group)、經取代或未經取代之烷胺基(alkylamine group)、經取代或未經取代之芳烷胺基(aralkylamine group)、經取代或未經取代之芳胺基(arylamine group)、經取代或未經取代之雜芳胺基(heteroarylamine group)、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基(fluorenyl group)、經取代或未經取代之咔唑基(carbazole group)、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S之雜原子的雜環基團所組成之群組，或者相鄰之Ra及Rb兩者可形成一縮合環；以及R1係選自由下列所組成之群組：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少選自N、O及S之雜原子的雜環基團。
本發明之另一態樣係揭露一種共聚物，包含如下之化學式1所示之一第一單元、一如下之化學式3所示 之一第二單元以及如下之化學式4所示之一第三單元：
其中o、p、q及r係各自為0至3之整數；s和t係各自為0至4之整數；R1及R”係相同或不同，且各自獨立選自包含： 氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S之雜原子的雜環基團所組成之群組；Ra、Rb及R6至R11係相同或不同，且各自獨立選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、一醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含 有至少一選自自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或Ra、Rb、R6至R11相鄰兩者可形成一縮合環。
本發明之再一態樣係提供一種有機太陽能電池，其包含：一第一電極；一第二電極，其相對於該第一電極；一或多層有機材料層，其係嵌設於該第一及第二電極間，且包含一光活化層，其中一或多層有機材料層包含上述之包含有化學式1之第一單元之共聚物。
本發明之又一實施態樣係包含製備一有機太陽能電池之方法，該方法之步驟包含：提供一基板；於基板之背側一區域形成一第一電極；於該第一電極上形成一有機材料層，其中該有機材料層包含含有化學式1之第一單元之共聚物；以及於有機材料層上形成一第二電極。
圖1係比較含有3,6-咔唑之共聚物以及含有3,7-咔唑之共聚物間之電荷遷移率圖。
圖2係實施例2至4及比較例1至2之有機太陽能電池之電流-電壓曲線圖。
以下將對本發明進行詳述。
本發明係提供一種共聚物，其包含由化學式1所示之一第一單元以及至少一與該第一單元不同之單元。
在此所使用的「單元」表示共聚物中形成聚合 之重複單體單元。
化學式1之第一單元包含一經取代或未經取代之3,6-咔唑基(3,6-carbazole group)。相較於包含含有2,7-咔唑之共聚物的有機太陽能電池，包含此含有上述第一單元之共聚物的有機太陽能電池具有高電荷遷移率，且此化學式1之第一單元能使得共聚物具有穩定性。
圖1係比較含有3,6-咔唑之共聚物以及含有3,7-咔唑之共聚物間的電荷遷移率圖。
於本發明一態樣中，以組成共聚物之複數個單體的總莫耳數為基準，上述化學式1之第一單元較佳含量係大於0 mole%且小於45 mole%。
於另一態樣中，以複數個單體的總莫耳數為基準，化學式1之第一單元含量為0.1至30 mole%。於再另一態樣中，以複數個單體之總莫耳數為基準，化學式1之第一單元含量為0.5至20 mole%。於再另一態樣中，以複數個單體之總莫耳數為基準，化學式1之第一單元含量為0.5至15 mole%。於更另一態樣中，以複數個單體之總莫耳數為基準，化學式1之第一單元含量為1至10 mole%。
於含有3,6-咔唑之共聚物中，一氮原子係連接至主鏈，以穩定電洞並增加電洞及電子的遷移率，藉此保持包含此共聚物之有機太陽能電池的電洞遷移率及電子遷移率的平衡。因此，本發明係提供一種有機半導體材料以及一種包含其之有機太陽能電池，由於電洞遷移率電子遷移率間的平衡，因此本發明之有機半導體材料具有優異的 電特性，且具有高光伏打轉換率。
由於習知之含2,7-咔唑之共聚物並無氮原子連接於主鏈，因此其並不具有優異的電特性。
相反的，以共聚物所含之複數個單體的總莫耳數為基準，若含有化學式1之第一單元的共聚物中的化學式1之第一單元含量係45 mole%或以下，則會使共聚物的低光吸收度(因咔唑基的低吸收度所造成)達到最小化。此外，在此狀況下，可製備具有適當莫耳重量之共聚物。
與本發明揭露之一實施例中，共聚物中不同於第一單元之單元係包含至少一電子受體(electron acceptor)。
於本發明一態樣中，以共聚物所含之單體總莫耳數為基準，上述電子受體的含量係大於0 mole%且小於50 mole%。
於本發明所揭露之另一實施例中，上述共聚物中，不同於第一單元之單元係包含至少一個電子受體及至少一電子供體(electron donor)。
於本發明再另一態樣中，共聚物中，不同於第一單元之單元係包含至少兩個電子受體及至少一個電子供體。
上述化學式的取代基範例將如下所述，但不限於此。
於本發明揭露之內容中，上述烷基可為直鏈或支鏈烷基，且其碳原子數較佳為1至20個，但不限於此。 烷基之具體例子包含甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基以及庚基，但不限於此。
於本發明揭露之內容中，上述烯基可為直鏈或支鏈烯基，且其碳數較佳為2至40個，但不限於此。烯基的具體例子包含經芳基取代之烯基，例如乙烯芐基(stylbenyl)及苯乙烯基(styrenyl)，但不限於此。
於本發明揭露之內容中，上述烷氧基可為直鏈或支鏈或環狀鏈之烷氧基，該烷氧基之碳數較佳為1至25個，但不限於此。此烷氧基之具體例子包含甲氧基、乙氧基、正丙氧基(n-propyloxy)、異丙氧基(iso-propyloxy)、正丁氧基(n-butyloxy)及環戊氧基，但不限於此。
於本發明揭露之內容中，上述環烷基較佳係包含3至60個碳原子，但不限於此。尤其，較佳之環烷基例子包含環戊基及環己基。
於本發明揭露之內容中，上述鹵基可為氟、氯、溴或碘。
於本發明揭露之內容中，上述芳基可為單環，且其碳原子數較佳為6至60個，但不限於此。上述芳基的具體例子包含苯基、聯苯基、三苯(triphenyl)基、三聯苯(terphenyl)基、二苯乙烯(stilbene)基、以及聚環芳基，例如，萘基(naphthyl)、蔥基(anthracenyl)、菲基(phenanthrenyl)、芘基(pyrenyl)、苝基(perylenyl)、四苯基(tetracenyl)、屈基(chrysenyl)、芴基(fluorenyl)、苊基(acenaphthacenyl)、三本基(triphenylene)或熒蒽基(fluoranthene)，但不限於此。
於本發明揭露之內容中，異環基係包含至少一選自O、N及S雜原子之異環基，且其碳原子數較佳為2至60個，但不限於此。此異環基的例子包含，噻吩(thiophene)基、呋喃(furan)基、吡咯(pyrrol)基、咪唑(imidazole)基、噻(thiazole)基、噁唑(oxazole)基、惡二唑(oxadiazole)基、三氮唑(triazole)基、吡啶(pyridyl)基、二吡啶(bipyridyl)基、三嗪(triazine)基、吖啶(acridyl)基、噠嗪(pyridazine)基、喹啉(quinolinyl)基、異喹啉(isoquinolinyl)基、吲哚(indole)基、咔唑(carbazole)基、苯並噁唑(benzoxazole)基、苯並噻唑(benzothiazole)基、苯並咪唑(benzimidazole)基、苯並咔唑(benzocarbazole)基、苯並噻吩(benzothiophene)基、二苯並噻吩(dibenzothiophene)基、苯並呋喃(benzofuranyl)基、鄰菲羅啉(phenanthroline)基及雙苯並呋喃(dibenzofuranyl)基，但不限於此。
於本發明揭露內容中，上述亞醯胺基較佳包含1至25個碳原子，但不限於此。亞醯胺基之具體例子包含以下化學式所示之化合物，但不限於此：
於本發明揭露之內容中，醯胺基係一種氮原子可被氫原子、含有1至25個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基、或含有6至25個碳原子之芳基進行單取代或雙取代之醯胺基。上述醯胺基的具體例包含，以下化學式所示之化 合物，但不限於此：
於本發明揭露之內容中，酯基係一種氧原子可被直鏈、支鏈或環狀之含有1至25個碳原子烷基、或含由6至25個碳原子之烷基所取代之酯基。此酯基的具體態樣如以下化學式所示之化合物，但不限於此：
於本發明揭露內容中，上述雜芳基之可選自上述雜環基之例子。
於本發明揭露內容中，上述茀基(fluorenyl)之結構中，兩個環狀有機化合物係藉由一原子彼此連接，且其例子包含、及其類似者。
於本發明揭露內容中，上述茀基(fluorenyl)係包含一開環茀基(fluorenyl)，其結構為藉由一原子而彼此連接之兩環狀化合物之其中一者係呈現開環結構。此開環之 茀基(fluorenyl)例子包含、及其類似 者。
於本發明揭露內容中，上述胺基較佳係包含1至30個碳原子，但不限於此。胺基的具體例子包含甲胺 (methylamine)基、二甲胺(dimethylamine)基、乙胺(ethylamine)基、二乙胺(diethylamine)基、苯胺(phenylamine)基、萘胺(naphthylamine)基、聯苯胺(biphenylamine)基、蒽胺(anthracenylamine)基、9-甲基-蒽胺(9-methyl-anthracenylamine)基、二苯胺(diphenylamine)基、苯萘胺(phenylnaphthylamine)基、二甲基苯胺(ditolylamine)基、苯甲基苯胺(phenyltolylamine)基以及三苯胺(triphenylamine)基，但不限於此。
於本發明揭露內容中，上述芳胺基之例子包含經取代或未經取代之單環雙芳胺、經取代或未經取代之聚環雙芳胺以及經取代或未經取代之單環或聚環雙方胺基。
於本發明揭露內容中，上述芳氧基(aryloxy)、芳硫基(arylthioxy)、芳基磺醯(arylsulfoxy)及芳烷胺基(aralkylamine)之芳基係定義為上述之芳基。
於本發明揭露內容中，烷氧基(alkylthioxy)、烷硫基(alkylsulfoxy)、烷胺基(alkylamine)及芳烷胺基(aralkylamine)之烷基定義為上述之烷基。
於本發明揭露內容中，上述雜芳胺基(heteroarylamine)的雜芳基可選自上述雜環基之例子。
於本發明揭露內容中，上述亞芳基(arylene)、亞烯基(alkenylene)、亞茀基(fluorenylene)、亞咔唑基(carbazolylene)、亞雜芳基(heteroarylene)係分別為芳基、烯基、茀基、咔唑基的二價化合物。該些基團定義如上述芳基、烯基、茀基及咔唑基，除了其二價化合物外。
在此使用之「經取代或非經取代」代表以一或多個選自包含：氘、鹵基、烷基、烯基、烷氧基、環烷基、矽烷基、芳烯基、芳基、芳氧基、烷硫基、烷基磺醯、芳基磺醯、硼基、烷胺基、芳烷胺基、芳胺基、雜芳基、咔唑基、芳胺基、芳基、茀基、腈基、硝基、羥基、以及包含至少一選自N、O以及S雜原子之雜環基所組成之群組進行非取代或取代。
於本發明揭露內容中，上述電子受體以及上述電子供體可為習知有機太陽能電池領域中之任何電子受體及電子供體。具體來說，上述電子供體係碳系芳香族化合物或雜芳化合物，其中該雜芳化合物含有至少一選自硫、磷、氮、硒以及其類似者之雜原子。
於本發明揭露之實施例中，共聚物中不同於第一單元之單元係包含由以下化學式所示之至少一電子受體：
其中R2至R5係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R2至R5之相鄰兩者可形成一縮合環；X1及X2係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CRR'、NR、O、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se及Te所組成之群組；且 Y1至Y4係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CR'、N、SiR、P及GeR所組成之群組，其中R及R'係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或者R及R'之相鄰兩者可形成一縮合環。
於本發明揭露之內容中，共聚物中不同於第一單元之單元係包含至少一由以下化學式所示之電子供體：
其中a係0至4的整數；b係0至6的整數；c係0至8的整數；d及e係各自為0至3的整數；R2及R3係相同或不同且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代 之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R2及R3可相鄰形成縮合環；X1至X3係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CRR'、NR、O、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se及Te所組成之群組；且Y1及Y2係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CR'、N、SiR、P及GeR所組成之群組；其中R及R'係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或者R及R'之相鄰兩者可形成一縮合環。
於本發明一實施例中，上述共聚物係包含以下化學式所示之單元：
其中l的莫耳分率範圍為0<l1；m的莫耳分率範圍為0m<1；l+m=1；n係1至10,000的整數；A係如化學式1所示；B、C及D係相同或不同，且係各自獨立為電子受體或電子供體；且至少一B、C及D係電子受體。
於本發明一實施例中，化學式2中的B係電子受體。
於另一實施例中，化學式2中的D係電子受體。
於更另一實施例中，化學式4中的B及D係個別為電子受體。
於本發明揭示之一實施例中，共聚物裡的電子受體如下之化學式3所示：[化學式3]
其中s和t係各自為0至4的整數；且R8至R11係相同或不同，且係各自選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R8至R11中之相鄰兩者可形成縮合環。
於本發明揭露之另一實施例中，於共聚物中的電子供體如下之化學式4表示：[化學式4]
其中，q及r係個自為0至3之整數；R6至R7係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R6及R7相鄰兩者可形成縮合環；且R”係選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、 經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組。
本發明揭露之共聚物除了3,6-咔唑單元亦包含2,7-咔唑單元。該2,7-咔唑單元能提供低能階帶，且相較於其他電子供體，其能穩定對抗化學及熱的侵害、空氣以及濕氣，因此，能夠改善包含此共聚物的有機太陽能電池的效能。
於揭露之一實施例中，相較於組成共聚物的總單體莫耳數，共聚物中化學式4的單元含量係大於0 mole%且為40 mole%或以下。
於另一實施例中，本發明係提供一種共聚物，其包含化學式1之第一單元、化學式3之第二單元以及化學式4之第三單元。
於更另一實施例中，本發明係提供一種共聚物，其包含化學式1之第一單元、化學式3之第二單元以及化學式4之第三單元，其中以組成共聚物之複數個單體之總 莫耳數為準，化學式1之第一單元含量係大於0 mole%且為10 mole%或以下，以複數個單體之總莫耳數為準，化學式3之第二單元含量係大於0 mole%且為50 mole%或以下，以複數個單體之總莫耳數為準，化學式4之第三單元含量係大於0 mole%且為40 mole%或以下。
於再另一實施例中，化學式2之單元C係化學式3之電子受體。
於再另一實施例中，化學式2之單元B係化學式3之電子受體。
於再另一實施例中，化學式2之單元D係化學式4之電子受體。
於又再另一實施例中，化學式2之單元B及C係各自由化學式4表示。
於本發明揭露之實施例中，上述共聚物係由以下之化學式5表示：
其中R1、Ra、Rb、o及p係定義為化學式1；q和r係各自為0至3範圍之整數；s和t係各自為0至4範圍之整數；l係0<l1範圍的莫耳分率； m係0m<1；l+m=1範圍的莫耳分率；n係1至10,000範圍的整數；R”係相同或不同，且係各自選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組；且R6至R11係相同或不同，且係各自選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代 之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R6至R11中之相鄰兩者可形成縮合環。
於本發明揭露之一實施例中，Ra係氫。
於本發明揭露之另一實施例中，Rb係氫。
於本發明揭露之另一實施例中，s和t係各自為1。
於本發明揭露之又另一實施例中，R8係氫。
於本發明揭露之又另一實施例中，R9係氫。
於本發明揭露之又另一實施例中，R10係氫。
於本發明揭露之又另一實施例中，R11係氫。
於本發明揭露之又另一實施例中，R6係氫。
於本發明揭露之再另一實施例中，R7係氫。
於本發明之一實施例中，上述共聚物更包含如下之化學式6所示之一第四單元、以及如下之化學式7所示之一第五單元：
[化學式7]
其中l係0<l1範圍的莫耳分率；m係0m<1；l+m=1範圍的莫耳分率；R1係定義如上述之化學式1；且R”係定義如上述之化學式4。
於本發明揭露之一實施例中，上述共聚物的末端基團係各自選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組。
於本發明揭露之一實施例中，上述共聚物之末 端基團係雜環基。
於本發明揭露之另一實施例中，上述共聚物之末端基團係芳基。
於本發明揭露之一實施例中，上述共聚物較佳具有500至1,000,000 g/mol之平均分子量，且較佳係10,000至100,000 g/mol。
於本發明揭露之一實施例中，上述共聚物可具有1至100之分子量分布。尤其，上述共聚物具有1至3之分子量分布。
當分子量分布降低且平均分子量增加時，則能夠改善上述共聚物的電與機械特性。
此外，為使共聚物具有特定等級或較高可溶性，上述共聚物較佳係具有100,000或以下的數量平均分子量，藉此能有利於溶液塗布方法的進行。
上述包含有化學式1單元的共聚物可基於以下製備例而製備。
本發明揭露之共聚物能透過多步驟的化學反應(multi-step chemical reaction)進行製備。具體來說，單體可藉由烷化反應、格氏反應(Grignard reaction)、鈴木偶聯反應(Suzuki coupling reaction)以及Stille偶聯反應(Stille coupling reaction)製備，接著可透過例如像Stille偶聯反應之碳-碳偶聯反應，以將該複數個單體製備成最終聚合物。當取代基為硼酸或硼酯化合物時，上述共聚物能透過鈴木偶聯反應製備，且當取代基為三丁基錫(tributyltin)化合物時， 上述共聚物可透過Stille偶聯反應製備，但不限於此。
於另一態樣中，本發明係提供一種包含上述共聚物之一有機太陽能電池，其中該共聚物包含上述化學式1之單元。
具體來說，本發明係提供一種有機太陽能電池，包含：一第一電極；一第二電極，其係相對於該第一電極；以及一或以上層之有機材料層，其係嵌設於該第一電極與該第二電極之間，且係包含一光活化層，其中上述之一或多層有機材料層係包含上述之共聚物。
於本發明揭露之一實施例中，上述有機太陽能電池係包含該第一電極、該光活化層以及該第二電極。上述有機太陽能電池可更包含一基板、一電洞傳輸層及/或一電子傳輸層。
上述基板可為具有優異透明性、表面平滑度、易於操作及防水之玻璃或透明基板，但不限於此。上述基板並無特別限制，只要是習知用於太陽能電池者即可。上述基板的具體例子包含：聚對苯二甲酸二乙酯醇(polyethylene terephthalate(PET))、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate(PEN))、聚丙烯(polypropylene(PP))、聚醯亞胺(polyimide(PI))及三醋酸纖維素(triacetyl cellulose(TAC))，但不限於此。
上述第一電極可由透明、高導電性之材料製成，但不限於此。該第一電極材料的具體例子包含：氧化錫銦(ITO)、氧化錫(SnO2)及氧化鋅(ZnO)，但不限於此。
上述第二電極可由具有低功率的材料製成，但不限於此。第二電極的具體例子包含：鋰、鎂或鋁、其合金以及例如像Al：Li、Al：BaF2或Al：BaF2：Ba之多層材料，但不限於此。
上述電洞傳輸層及/或電子傳輸層可藉由能夠有效傳輸電子及電洞至光活化層之材料製成，以提高產生的電荷遷移至電極的遷移率，但不限於此。
上述電洞傳輸層的材料例子包含摻雜聚(苯乙烯磺酸)的PEDOT：PSS(聚(3,4-)乙烯二氧噻吩)(poly(3,4-ethylenediocythiophene)及N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-聯苯-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine(TPD))。電子傳輸層材料的例子包含羥基喹啉鋁鹽(Alq3)(aluminum trihydroxyquinoline)、1,3,4-惡二唑(1,3,4-oxadiazole)延伸之PBD(2-(4-聯苯)-5-苯基-1,3,4-惡二唑(2-(4-bipheyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole))、喹喔啉(quinoxaline)延伸之TPQ(1,3,4-三[(3-苯基-6-三氟甲基)喹喔啉-2-基]苯(1,3,4-tris[(3-phenyl-6-trifluoromethyl)qunoxaline-2-yl]benzene))及三唑(triazole)衍伸物。
上述光活化層可包含一提供電子材料以及一接收電子材料。
於本發明揭露之一實施例中，上述提供電子材料系包含化學式1之第一單元的共聚物。於本發明揭露之 一實施例中，上述接收電子材料可選自包含：富勒烯、富勒烯衍伸物、菲咯啉(vasocuproin)、半導體成分、半導體化合物或其組合。具體來說，上述接收電子材料可為苯基C61-丁酸甲酯(phenyl C61-butyric acid methyl ester(PC61BM))或苯基C71-丁酸甲酯(phenyl C71-butyric acid methyl ester(PC71BM))。
上述光活化層中的提供電子材料以及接收電子材料可形成一本體異質接面(bulk heterojunction(BHJ))。上述提供電子材料以及接收電子材料可依1：10至10：1(w/w)比例混合。將上述提供電子材料以及接收電子材料混合後，期可於30至300℃下退火1秒至24小時，以使其特性最佳化。
上述光活化層的厚度可為10至10,000 Å，但不限於此。
於本發明揭露之一實施例中，一緩衝層可更嵌設於光活化層及第一電極間，且於光活化層及第二電極間可嵌設一電子傳輸層、一電洞阻擋層或一光學間隔層。如韓國專利公開號10-2010-0111767所述，其係併入本發明以供參考，於一較佳實施例中，有機太陽能電池係包含基板、第一電極、光活化層及第二電極。在此光活化層係包含由上述共聚物所製之電子供體，其包含化學式1之第一單元以及以C60富勒烯衍伸物或C70富勒烯衍伸物所製之電子受體。
於本發明揭露之實施例中，上述光活化層之光 伏打材料係包含上述含有化學式1之第一單元的共聚物，且其與電子受體係以重量比1：0.5至1：4混合。
於本發明揭露之另一實施例中，上述光活化層的光伏打材料係包含含有化學式1之第一單元的共聚物、以及C60富勒烯衍伸物或C70富勒烯衍伸物，其係以1：0.5至1：4之重量比混合。
相對於共聚物所包含之化學式1之第一單元，若使用的富勒烯衍伸物的重量比少於0.5，則由於結晶富勒烯衍伸物的含量不足，因此電子的遷移率亦有不足之情形。且，假使使用的富勒烯衍伸物的重量比係大於4，則由於含有化學式1之第一單元的共聚物含量相對較少的關係，因此光活化層將無法達到吸光效果。
於本發明揭露之一實施例中，有機太陽能電池亦可依序包含一陽極、一光活化電極以及一陰極，或依序包含一陰極、一光活化層以及一陽極，但此並不限制本發明之範圍。
於本發明揭露之另一實施例中，有機太陽能電池亦可依序包含一陽極、一電洞傳輸層、一光活化層、一電子傳輸層以及一陰極，或者依序包含一陰極、一電子傳輸層、一光活化層、一電洞傳輸層以及一陽極，但其並不限制本發明之範圍。
除了有機材料層係包含本發明揭露之含化學式1之第一單元之共聚物外，本發明揭露之有機太陽能電池可利用與習知相同的材料及方法製造。
於另一態樣中，本發明提供製造有機太陽能電池的方法，步驟包含：提供一基板；於該基板之背側的一區域上形成一第一電極；於該第一層上形成一有機材料層，其中該有機材料層包含化學式1之第一單元的共聚物；以及在該有機材料層上形成一第二電極。
本發明之上述有機太陽能電池可藉由例如於基板上依序沉基第一電極、有機材料層及第二電極而製備。在此，可使用包含凹版印刷(gravure printing)、膠板印刷(offset printing)、絲網印刷(screen printing)、噴墨印刷、旋轉印刷及噴塗塗佈之濕式塗布法進行沉積，但不限於此。
於上述包含有共聚物(包含化學式1之第一單元)有機太陽能電池中，該共聚物可做為一電子供體。
以下，將參考實施例詳述製備化學式1之第一單元的方法、以及使用該單元製造有機太陽能電池的方法。然須了解，該些實施例僅作為說明用途，並不限制本發明之請求範圍。
實施例1：單體合成
實施例1-A：製備N-9'-庚基癸酯-3,6-二溴咔唑(N-9'-heptadecanyl-3,6-dibromocarbazole)
於此實施例中，9-庚基癸酯對甲苯磺酸(9-heptadecane p-toluenesulfonate)之製備係參考文獻(B.Nicolas,M.Alexandre,M.Leclerc,Adv.Mater.19,2295-2300)。
將3,6-二溴-9H-咔唑(3,6-Dibromo-9H-carbazole)(4.00 g，12.3 mmol)及氫氧化鉀(6.90 g，123 mmol)添加至30 ml的無水二甲基亞碸(anhydrous dimethyl sulfoxide)中，攪拌1小時。接著，再添加9-庚基癸酯對甲苯磺酸(7.58 g，18.5 mmol)並攪拌12小時。
將上述混合物冷卻至室溫，以己烷/乙酸乙酯(3：1 v/v)萃取，並以清水清洗，而後以硫酸鎂(MgSO4)將該溶液進行乾燥，移除水分。上述溶劑係於減壓環境下移除，且以矽膠層析管柱純化殘留物，得到一白色固體。
產率：86%
1H NMR：(300 MHz，CDCl3，ppm)：δ 8.16(br，2H)；7.48(br，4H)；4.47(br，1H)；2.23(br，2H)；1.90(br，2H)；1.11(br，24H)；0.83(t，J=7.1 Hz，6H)
13C NMR(75 MHz，CDCl3，ppm)：δ 129.39；128.93；123.73；123.40；113.42；110.94；57.23；34.03；32.13；29.68；29.66；29.50；27.02；22.99；14.47
m.p.：53.6至55.7℃
計算C29H41Br2N之HRMS(EI+，m/z)[M]+：561.1606；結果為：561.1608。
實施例1-B：製備3,6-雙(4',4',5',5'-四甲基 -1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(3,6-bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)
將N-9'-十七烷基-3,6-二溴咔唑(N-9'-Heptadecanyl-3,6-dibromocarbazole)(4.00 g，7.10 mmol)添加並溶於30 ml無水四氫呋喃，冷卻至-78℃，將溶於己烷中的1.7 M正丁基鋰(17.5 g，29.8 mmol)添加於其中。將上述混合物攪拌一小時後，於一時間點添加2-異丙氧基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼烷(2-isopropoxy-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane)(5.28 g，28.4 mmol)於其中。接著，加熱該混合物至室溫，並攪拌12小時。
添加水於上述混合物中終止反應，再以二乙基醚萃取，以清水清洗，隨後藉由硫酸鎂移除溶液中的水分。上述溶劑係於減壓環境下移除，且以矽膠層析管柱純化殘餘物質，以獲得一白色固體。
產率：57%
1H NMR(300 MHz，CDCl3，ppm)：δ 8.68(br，2H)；7.87(br，2H)；7.56(br，1H)；7.39(br，1H)；4.58(br， 1H)；2.29(br，2H)；1.90(br，2H)；1.39(br，24H)；1.13(br，24H)；0.81(t，J=6.8 Hz,6H)
13C NMR(75 MHz，CDCl3，ppm)：δ 144.61；141.20；132.08；128.40；124.25；122.85；111.39；108.66；83.90；56.94；34.10；32.14；29.68；27.10；25.36；22.99；14.47
m.p.：147.8至149.2℃
計算C29H41Br2N之HRMS(EI+，m/z)[M]+：567.5100；結果為：567.5103。
於此實施例中，2,7-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑 (2,7-bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)的製備係參考文獻(B.Nicolas,M.Alexandre,M.Leclerc,Adv.Mater.19,2295-2300)。
實施例2：合成共聚物1
將3,6-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(3,6-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(4.1 mg，0.006 mmol)、2,7-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(2,7-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(201 mg，0.306 mmol)、4,7-雙-(5-溴-2-噻吩)-2,1,3-苯並噻二唑(4,7-bis-(5-bromo-2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)(143 mg,0.312 mmol)、20%四乙基氫氧化胺(tetraethylammonium hydroxide)水溶液(3 ml)、四(三苯基膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(5 mg)及Aliquat 336添加至3 ml甲苯中回流攪拌。72小時後，添加苯硼酸(phenylboronic acid)(0.05 g)，並與上述混合物反應3小時，接著添加溴苯(bromobenzene)(0.12 g)至其中，並與該混合物反應4小時。其後，將混合物冷卻至室溫，並倒入甲醇中。將固體過濾，並以丙酮、己烷及氯仿進行索氏萃取(Soxhlet-extracted)。將上述萃取物於甲醇中沉澱，並將固體進行過濾。
產率：55%
數量平均分子量：9,400 g/mol
重量平均分子量：33,300 g/mol
實施例3：合成共聚物2
將3,6-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(3,6-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(20.05 mg，0.030 mmol)、2,7-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(2,7-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(184 mg，0.281 mmol)、4,7-雙-(5-溴-2-噻吩)-2,1,3-苯並噻二唑(4,7-bis-(5-bromo-2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)(143 mg,0.312 mmol)、20%四乙基氫氧化胺(tetraethylammonium hydroxide)水溶液(3 ml)、四(三苯基膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(5 mg)及Aliquat 336添加至3 ml甲苯中回流攪拌。72小時後，添加苯硼酸(phenylboronic acid)(0.05 g)，並與上述混合物反應3小時，接著添加溴苯(bromobenzene)(0.12 g)至其中，並與該混合物反應4小時。其後，將混合物冷卻至室溫，並倒入甲醇中。將固體過濾，並以丙酮、己烷及氯仿進行索氏萃取(Soxhlet-extracted)。將上述萃取物於甲醇中沉澱，並將固體進行過濾。
產率：58%
數量平均分子量：11,100 g/mol
重量平均分子量：56,400 g/mol
實施例4：合成共聚物3
將3,6-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(3,6-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(41.0 mg，0.062 mmol)、2,7-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(2,7-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(164 mg，0.250 mmol)、4,7-雙-(5-溴-2-噻吩)-2,1,3-苯並噻二唑(4,7-bis-(5-bromo-2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)(143 mg,0.312 mmol)、20%四乙基氫氧化胺(tetraethylammonium hydroxide)水溶液(3 ml)、四(三苯基膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(5 mg)及Aliquat 336添加至3 ml甲苯中回流攪拌。72小時後，添加苯硼酸(phenylboronic acid)(0.05 g)，並與上述混合物反應3小時，接著添加溴苯(bromobenzene)(0.12 g)至其中，並與該混合物反應4小時。其後，將混合物冷卻至室溫，並倒入甲醇中。將固體過濾，並以丙酮、己烷及氯仿進行索氏萃取(Soxhlet-extracted)。將上述萃取物於甲醇中沉澱，並將固體進行過濾。
產率：60%
數量平均分子量：10,700 g/mol
重量平均分子量：20,500 g/mol
比較例1：合成共聚物4
將2,7-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(2,7-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(205 mg，0.312 mmol)、4,7-雙-(5-溴-2-噻吩)-2,1,3-苯並噻二唑(4,7-bis-(5-bromo-2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)(143 mg,0.312 mmol)、20%四乙基氫氧化胺(tetraethylammonium hydroxide)水溶液(3 ml)、四(三苯基膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(5 mg)及Aliquat 336添加至3 ml甲苯中回流攪拌。72小時後，添加苯硼酸(phenylboronic acid)(0.05 g)，並與上述混合物反應3小時，接著添加溴苯(bromobenzene)(0.12 g)至其中，並與該混合物反應4小時。其後，將混合物冷卻至室溫，並倒入甲醇中。將固體過濾，並以丙酮、己烷及氯仿進行索氏萃取(Soxhlet-extracted)。將上述萃取物於甲醇中沉澱，並將固體進行過濾。
比較例2：合成共聚物5
將3,6-雙(4',4',5',5'-四甲基-1',3',2'-二氧硼戊烷-2'-基)-N-9'-十七烷基咔唑(3,6-Bis(4',4',5',5'-tetramethyl-1',3',2'-dioxaborolan-2'-yl)-N-9'-heptadecanylcarbazole)(200 mg，0.304 mmol)、4,7-雙-(5-溴-2-噻吩)-2,1,3-苯並噻二唑(4,7-bis-(5-bromo-2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)(139 mg,0.304 mmol)、20%四乙基氫氧化胺 (tetraethylammonium hydroxide)水溶液(3 ml)、四(三苯基膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0))(5 mg)及Aliquat 336添加至3 ml甲苯中回流攪拌。72小時後，添加苯硼酸(phenylboronic acid)(0.05 g)，並與上述混合物反應3小時，接著添加溴苯(bromobenzene)(0.12 g)至其中，並與該混合物反應4小時。其後，將混合物冷卻至室溫，並倒入甲醇中。將固體過濾，並以丙酮、己烷及氯仿進行索氏萃取(Soxhlet-extracted)。將上述萃取物於甲醇中沉澱，並將固體進行過濾。
產率：42%
數量平均分子量：4,500 g/mol
重量平均分子量：6,100 g/mol
製造有機太陽能電池及測量其特性
將每一上述製備的共聚物以及PC71BM([6,6]-苯基C61丁酸甲酯溶於1,2-二氯苯(DCB)中，以製備複合溶液。在此，複合溶液中的共聚物濃度係校正為1至2 wt%。為製造ITO/PEDOT：PSS/光活化層/LiF/Al結構的有機太陽能電池，故將塗布有ITO的玻璃基板上，以蒸餾水、丙酮即2-丙醇進行超音波清洗，並且以臭氧於ITO表面上處理10分鐘，接著將旋轉塗布PEDOT：PSS(AI 4083)，使其厚度達25 nm後，於235 ℃下熱處理10分鐘。為塗布上述之光活化層，將每一聚合物-PC71BM複合溶液以0.45-μm的PP注射過濾器過濾，並將其塗佈於PEDOT：PSS層上，隨後以120℃熱處理5分鐘。接下來，於3x10-8托爾(torr)真空下，將 LiF熱蒸鍍沉積於上光活化層上，直至其厚度為6 Å，隨後將Al沉積於LiF上，直至其厚度為120 nm。上述製備的有機太陽能電池之光伏特性係於100 mW/cm2(AM 1.5)條件下進行測量，且測量結果如下之表1所示。
圖2係有機太陽能電池之電流-電壓曲線圖。
由上表1可見，實施例2至4的太陽能電池(包括含有化學式1之第一單元的共聚物)相較於比較例1之太陽能電池(包括未含有化學式1第一單元之共聚物)以及比較例2之有機太陽能電池(包括僅含有化學式1第一單元之共聚物)，具有提升效能的現象。
由表1結果可發現，有機太陽能電池的短路密度、填充係數以及能量轉換效率會受到化學式1之第一單元莫耳比而有所影響。
因此，總結太陽能電池的光活化層中，由於具有3,6-咔唑的存在，因此能夠提升其電洞遷移率，藉此而接近電子遷移率，從而提升有機太陽能電池的能量轉換效能。
如上所述，本發明揭露的共聚物可用來作為有機太陽能電池之有機材料層，且包含其之有機太陽能電池具有優異的特性，包含開放電壓的增加及效率的增加。尤其，本發明揭露的新穎共聚物具有較深的HOMO能階及高電荷遷移率，因此其具有優異的特性。除此之外，本發明的共聚物可以純或不純的形式應用於有機太陽能電池中，且亦可借助溶液塗布法進行塗布。再者，由於具有熱穩定性，因此本發明揭露的共聚物能夠提升有機太陽能電池的光學效能，且能夠改善有機太陽能電池的循環壽命特性。

Claims (26)

  1. 一種共聚物，係包含如下之化學式1所示之一第一單元以及至少一不同於該第一單元之單元，其中，以組成該共聚物之複數個單體的總莫耳數為基準，該第一單元的含量係大於0 mole%且為45 mole%或以下： 其中o及p係各自為0至3之整數；Ra及Rb係相同或不同，且各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基(nitrile group)、硝基(nitro group)、亞醯胺基(imide group)、醯胺基(amide group)、羥基(hydroxyl group)、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基(alkylthioxy group)、經取代或未經取代之芳硫基(arylthioxy group)、經取代或未經取代之烷基磺醯(alkylsulfoxy group)、經取代或未經取代之芳基磺醯(arylsulfoxy group)、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基(silyl group)、經取代或未經取代之硼基(boron group)、經取代或未經取代之烷胺基(alkylamine group)、經取代或未經取代之芳烷胺基(aralkylamine group)、 經取代或未經取代之芳胺基(arylamine group)、經取代或未經取代之雜芳胺基(heteroarylamine group)、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基(fluorenyl group)、經取代或未經取代之咔唑基(carbazole group)、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S之雜原子的雜環基團所組成之群組，或者相鄰之Ra及Rb兩者可形成一縮合環；且R1係選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少選自N、O及S之雜原子的雜環基團所組成之群組。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該不同於該第一單元之單元係包含至少一個電子受體。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之共聚物，其中，以該複數個單體的總莫耳數為基準，該電子受體的含量係大於0 mole%且為50 mole%或以下。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該不同於該第一單元之單元係包含至少一個電子受體以及至少一個電子供體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該不同於該第一單元之單元係包含至少兩個電子受體以及至少一個電子供體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該不同於該第一單元之單元係包含至少一個如以下化學式所示之電子受體： 其中 R2至R5係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R2至R5之相鄰兩者可形成一縮合環；X1及X3係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CRR'、NR、O、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se及Te所組成之群組；且Y1至Y4係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CR'、N、SiR、P及GeR所組成之群組，其中R及R'係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、 經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或者R及R'之相鄰兩者可形成一縮合環。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該不同於該第一單元之單元係包含至少一個由以下化學式所示之電子供體： 其中a係0至4的整數；b係0至6的整數；c係0至8的整數；d及e係各自為0至3的整數；R2及R3係相同或不同且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R2及R3可相鄰形成一縮合環；X1至X3係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CRR'、NR、O、SiRR'、RR、S、GeRR'、Se及Te所組成之群組；且 Y1及Y2係相同或不同，且係各自獨立選自包含：CR'、N、SiR、P及GeR所組成之群組，其中R及R'係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或者R及R'之相鄰兩者可形成一縮合環。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該共聚物係包含一由以下化學式2所示之單元： 其中l的莫耳分率範圍為0<l1； m的莫耳分率範圍為0m<1；l+m=1；n係1至10,000的整數；A係如化學式1所示；B、C及D係相同或不同，且係各自獨立為一電子受體或一電子供體；以及B、C及D中至少一個係一電子受體。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之共聚物，其中該電子受體係如下之化學式3所示： 其中s和t係各自為0至4的整數；R8至R11係相同或不同，且係各自選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺 基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R8至R11中之相鄰兩者可形成一縮合環。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之共聚物，其中該電子受體係由以下之化學式表示： s和t係各自為0至4的整數；R8至R11係相同或不同，且係各自選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔 唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組，或R8至R11中之相鄰兩者可形成一縮合環。
  11. 如申請專利範圍第4項所述之共聚物，其中該電子供體係由以下之化學式4表示： q及r係個自為0至3之整數；R6至R7係相同或不同，且係各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S 雜原子的雜環基團所組成之群組，或R6及R7相鄰兩者可形成一縮合環；以及R”係選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組。
  12. 一種共聚化合物，係包含如下之化學式1所示之一第一單元、如下之化學式3所示之一第二單元以及如下之化學式4所示之一第三單元： 其中o、p、q及r係各自為0至3之整數；s及t係各自為0至4之整數；R1及R”係相同或不同，且各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基(nitrile group)、硝基(nitro group)、亞醯胺基(imide group)、醯胺基(amide group)、羥基(hydroxyl group)、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基(alkylthioxy group)、經取代或未經取代之芳硫基(arylthioxy group)、經取代或未經取代之烷基磺醯(alkylsulfoxy group)、經取代或未經取代之芳基磺醯(arylsulfoxy group)、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基(silyl group)、經取代或未經取代之硼基(boron group)、經取代或未經取代之烷胺基(alkylamine group)、經取代或未經取代之芳烷胺基(aralkylamine group)、經取代或未經取代之芳胺基(arylamine group)、經取代或未經取代之雜芳胺基(heteroarylamine group)、經取代或未經取代之芳基、一經取代或未經取代之茀基(fluorenyl group)、經取代或未經取代之咔唑基(carbazole group)、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S之雜原子的雜環基團所組成之群組；以及Ra、Rb及R6至R11係相同或不同，且各自獨立選自包含：氫、氘、鹵基、腈基(nitrile group)、硝基(nitro group)、亞醯胺基(imide group)、醯胺基(amide group)、羥基(hydroxyl group)、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基(alkylthioxy group)、經取代或未經取代之芳硫基(arylthioxy group)、經取代或未經取代之烷基磺醯(alkylsulfoxy group)、經取代或未經取代之芳基磺醯(arylsulfoxy group)、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基(silyl group)、經取代或未經取代之硼基(boron group)、經取代或未經取代之烷胺基(alkylamine group)、經取代或未經取代之芳烷胺基(aralkylamine group)、經取代或未經取代之芳胺基(arylamine group)、經取代或未經取代之雜芳胺基(heteroarylamine group)、經取代或未經取代之芳基、一經取代或未經取代之茀基(fluorenyl group)、經取代或未經取代之咔唑基(carbazole group)、以及經取代或未經取代之含有至少一選 自N、O及S之雜原子的雜環基團所組成之群組，或者Ra、Rb及R6至R11中之相鄰兩者可形成一縮合環。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之共聚物，其中以組成該共聚物之複數個單體之總莫耳數為準，該第一單元的含量係大於0 mole%且為10 mole%或以下；以複數個單體之總莫耳數為準，該第二單元含量係大於0 mole%且為50 mole%或以下；以複數個單體之總莫耳數為準，該第三單元含量係大於0 mole%且為40 mole%或以下。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該聚合物係如下之化學式5所示： 其中R1、Ra、Rb、o及p係定義為化學式1；q和r係各自為0至3範圍之整數；s和t係各自為0至4範圍之整數；l係0<l1範圍的莫耳分率；m係0m<1；l+m=1範圍的莫耳分率；n係1至10,000範圍的整數；R”係相同或不同，且係各自選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取 代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組；以及R6至R11係相同或不同，且係各自選自由包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S 雜原子的雜環基團所組成之群組，或R6至R11中之相鄰兩者可形成一縮合環。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，其中該共聚物更包含如下之化學式6所示之一第四單元以及如下之化學式7所示之一第五單元： 其中R1係定義如上述之化學式1；l係0<l1範圍的莫耳分率；m係0m<1；l+m=1範圍的莫耳分率；且R”係選自包含：氫、氘、鹵基、腈基、硝基、亞醯胺基、醯胺基、羥基、經取代或未經取代之烷基、經取代或未經取代之環烷基、經取代或未經取代之烷氧基、經取代或未經取代之芳氧基、經取代或未經取代之烷硫基、經取代或未經取代之芳硫基、經取代或未經取代之烷基磺醯、經取代或未經取代之芳基磺醯、經取代或未經取代之烯基、 經取代或未經取代之矽烷基、經取代或未經取代之硼基、經取代或未經取代之烷胺基、經取代或未經取代之芳烷胺基、經取代或未經取代之芳胺基、經取代或未經取代之雜芳胺基、經取代或未經取代之芳基、經取代或未經取代之茀基、經取代或未經取代之咔唑基、以及經取代或未經取代之含有至少一選自N、O及S雜原子的雜環基團所組成之群組。
  16. 如申請專利範圍第1至15項任一項所述之共聚物，其中該共聚物具有一芳基，以作為其末端基團。
  17. 如申請專利範圍第1至15項任一項所述之共聚物，其中該共聚物具有一雜環基，以作為其末端基團。
  18. 如申請專利範圍第1至15項任一項所述之共聚物，其中該共聚物的一數量平均分子量為500至1,000,000 g/mol。
  19. 如申請專利範圍第1至15項任一項所述之共聚物，其中該共聚物之一分子量分布係1至100。
  20. 一種有機太陽能電池，係包含：一第一電極；一第二電極，其係相對於該第一電極；以及一或以上層有機材料層，其係嵌設於該第一電極與該第二電極之間，且係包含一光活化層，其中該一或多層有機材料層係包含申請專利範圍第1至15項之任一項所述之該共聚物。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之有機太陽能電池，其中該有機材料層係包含一或多個選自由包含：一電子供 體以及一電子受體所組成之群組，其中該電子供體係該共聚物。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之有機太陽能電池，其中該電子受體係選自包含：富勒烯、富勒烯衍伸物、奈米碳管、奈米碳管衍伸物、菲咯啉(vasocuproin)、半導體成分、半導體化合物或其組合所組成之群組。
  23. 如申請專利範圍第21項所述之有機太陽能電池，其中該電子受體係一C60富勒烯衍伸物或一C70富勒烯衍伸物。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之有機太陽能電池，其中該共聚物及該電子受體係以重量比1：0.5至1：4相互混合。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之有機太陽能電池，其中該聚合物以及該C60富勒烯衍伸物或該C70富勒烯衍伸物係以重量比1：0.5至1：4相互混合。
  26. 一種製造一有機太陽能電池之方法，該方法之步驟包含：提供一基板；於該基板之背側的一區域上形成一第一電極；於該第一電極上形成一有機材料層，其中該有機材料層係包含申請專利範圍第1至15項任一項所述之該共聚物；以及在該有機材料層上形成一第二電極。
TW101128065A 2012-08-03 2012-08-03 共聚物、使用其之有機太陽能電池以及其製造方法 TW201406809A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI700843B (zh) * 2018-04-16 2020-08-01 鴻海精密工業股份有限公司 聚合物太陽能電池

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