JP5673333B2 - 有機光電変換素子 - Google Patents
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Description
(1)
(式中、Tは、n価の芳香族基を表す。nは、2〜4の整数を表す。Rは、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、アシル基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。)
(1)
(式中、Tは、n価の芳香族基を表す。nは、2〜4の整数を表す。Rは、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、アシル基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。)
(9)
(式中、pは、1〜10の整数を表す。qは、0〜9の整数を表す。)
(6)
(式(6)中、gは1〜6の整数を表し、hは0〜5の整数を表す。)
芳香族炭化水素化合物としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フルオレン、ベンゾフルオレン、ビフェニル、ターフェニル及び置換基を有するこれらの化合物が挙げられる。
芳香族複素環式化合物としては、例えば、ピロール、ピリジン、インドール、イミダゾール、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、チオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、フラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン及び置換基を有するこれらの化合物が挙げられる。
(2)
(式中、R1は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。4個あるR1は、同一であっても相異なってもよい。)
(3)
(式中、R2は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。8個あるR2は、同一であっても相異なってもよい。)
(4)
(式中、A環及びB環は、同一又は相異なり、芳香族炭素環又は芳香族複素環を表す。A2は、−S−、−O−又はA環及びB環と結合して5員環若しくは6員環を形成する2価の基を表す。)
R4は、アルキル基及びアリール基が好ましい。R6は、アルキル基及びアリール基が好ましい。
(20)
(式中、R20は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。8個あるR20は、同一であっても相異なってもよい。)
(21)
(式中、R21は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。12個あるR21は、同一であっても相異なってもよい。)
(5)
(式中、R3は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。12個あるR3は、同一であっても相異なってもよい。)
本発明の有機光電変換素子に用いられる共役高分子化合物は、(1)二重結合と単結合とが交互に並んだ構造から実質的になる高分子化合物、(2)二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる高分子化合物、(3)二重結合と単結合とが交互に並んだ構造及び二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる高分子化合物等を意味し、本明細書において、具体的には、置換されていてもよいフルオレンジイル基、置換されていてもよいベンゾフルオレンジイル基、置換されていてもよいジベンゾフランジイル基、置換されていてもよいジベンゾチオフェンジイル基、置換されていてもよいカルバゾールジイル基、置換されていてもよいチオフェンジイル基、置換されていてもよいフランジイル基、置換されていてもよいピロールジイル基、置換されていてもよいベンゾチアジアゾールジイル基、置換されていてもよいトリフェニルアミンジイル基、及び下記構造式で表される2価の基
からなる群から選ばれる一種又は二種以上を繰り返し単位とし、該繰り返し単位同士が直接又は連結基を介して結合した高分子化合物である。
(7) (8)
〔式中、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18及びR19は、同一又は相異なり、水素原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。〕
本発明の有機光電変換素子が有する有機層には、式(1)で表される化合物と共役高分子化合物とが含まれる。有機層中の式(1)で表される化合物の重量は、共役高分子化合物100重量部に対して、好ましくは0.1〜10000重量部であり、より好ましくは1〜1000重量部である。
(11) (12) (13) (14)
(式(11)〜(14)中、Raは、フッ素置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基、芳香族複素環基又はエステル構造を有する基である。複数個あるRaは、同一であっても相異なってもよい。Rbはフッ素置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアリール基を表す。複数個あるRbは、同一であっても相異なってもよい。)
(15)
(式中、u1は、1〜6の整数を表す、u2は、0〜6の整数を表す、Rcは、フッ素置換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよいアリール基又は芳香族複素環基を表す。)
本発明の有機光電変換素子は、一対の電極と、該電極間に式(1)で表される化合物と共役高分子化合物とを含む有機層を有する。式(1)で表される化合物と共役高分子化合物との組成物は、電子受容性化合物として用いることも電子供与性化合物として用いることもできる。また、式(1)で表される化合物と共役高分子化合物の一方が電子供与性化合物であり、他の一方が電子受容性化合物である場合は、電子供与性体と電子受容体の両方の機能を有する場合がある。これらの態様の中では、該組成物が電子供与性化合物として用いられることが好ましい。一対の電極は、少なくとも一方が透明又は半透明であることが好ましい。
1.一対の電極と、該電極間に式(1)で表される化合物と共役高分子化合物とを含有する第一の有機層と、該第一の有機層に隣接して設けられた電子供与性化合物を含有する第二の有機層とを有する有機光電変換素子;
2.一対の電極と、該電極間に電子受容性化合物を含有する第一の有機層と、該第一の有機層に隣接して設けられた式(1)で表される合物と共役高分子化合物とを含有する第二の有機層とを有する有機光電変換素子;
3.一対の電極と、該電極間に式(1)で表される化合物と共役高分子化合物と電子供与性化合物とを含有する有機層を少なくとも一層有する有機光電変換素子;
4.一対の電極と、該電極間に式(1)で表される化合物と共役高分子化合物と電子受容性化合物とを含有する有機層を有する有機光電変換素子;
5.一対の電極と、該電極間に式(1)で表される化合物と共役高分子化合物と電子受容性化合物とを含有する有機層を少なくとも一層有する有機光電変換素子であって、該電子受容性化合物がフラーレン誘導体である有機光電変換素子;
前記の透明又は半透明の電極の材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性材料を用いて作製された膜、NESA、金、白金、銀、銅が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、電極材料として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。
付加的な層としてのバッファ層に用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化物等を用いることができる。また、酸化チタン等無機半導体の微粒子を用いることもできる。
本発明の有機光電変換素子に含まれる有機層は、式(1)で表される化合物と共役高分子化合物との組成物を用いて製造することができる。有機層中に、さらに電子受容性化合物を含む場合は、式(1)で表される化合物と共役高分子化合物と電子受容性化合物との組成物を用いて製造することができる。また、有機層中に、さらに電子供与性化合物を含む場合は、式(1)で表される化合物と共役高分子化合物と電子供与性化合物との組成物を用いて製造することができる。
有機光電変換素子は、透明又は半透明の電極から太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力が発生し、有機薄膜太陽電池として動作させることができる。有機薄膜太陽電池を複数集積することにより有機薄膜太陽電池モジュールとして用いることもできる。
以下の実施例において、共役高分子化合物の分子量は、GPCラボラトリー製GPC(PL−GPC2000)により、求めた。共役高分子化合物を約1重量%の濃度となるようにo−ジクロロベンゼンに溶解させた。GPCの移動相はo−ジクロロベンゼンを用い、測定温度140℃で、1mL/分の流速で流した。カラムは、PLGEL 10μm MIXED−B(PLラボラトリー製)を3本直列で繋げた。
(共役高分子化合物1の合成)
フラスコ内の気体をアルゴンで置換した2L四つ口フラスコに、化合物(C)を7.928g(16.72mmol)、化合物(D)を13.00g(17.60mmol)、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(商品名:aliquat336(登録商標)、Aldrich製、CH3N[(CH2)7CH3]3Cl、density 0.884g/ml,25℃)を4.979g、及び、トルエンを405ml入れ、撹拌しながら反応系内を30分間アルゴンバブリングした。フラスコ内にジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)を0.02g加え、105℃に昇温し、撹拌しながら2mol/Lの炭酸ナトリウム水溶液42.2mlを滴下した。滴下終了後5時間反応させ、反応液にフェニルボロン酸2.6gとトルエン1.8mlとを加え、105℃で16時間撹拌した。その後、反応液にトルエン700ml及び7.5%ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム三水和物水溶液200mlを加え、85℃で3時間撹拌した。反応液の水層を除去後、有機層を60℃のイオン交換水300mlで2回、60℃の3%酢酸300mlで1回、さらに60℃のイオン交換水300mlで3回洗浄した。有機層をセライト、アルミナ及びシリカを充填したカラムに通し、濾液を回収した。その後、熱トルエン800mlでカラムを洗浄し、洗浄後のトルエン溶液を濾液に加えた。得られた溶液を700mlまで濃縮した後、濃縮した溶液を2Lのメタノールに加え、重合体を再沈殿させた。重合体をろ過して回収し、500mlのメタノール、500mlのアセトン、500mlのメタノールで重合体を洗浄した。重合体を50℃で一晩真空乾燥することにより、下記式:
で表されるペンタチエニル−フルオレンコポリマー(以下、「共役高分子化合物1」という)を12.21g得た。共役高分子化合物1のポリスチレン換算の数平均分子量は5.4×104、ポリスチレン換算の重量平均分子量は1.1×105であった。
(有機薄膜太陽電池の作製、評価)
共役高分子化合物1を0.5%(重量%)の濃度でo−ジクロロベンゼンに溶解させた。その後、共役高分子化合物1に対して3倍重量のC60PCBM(Phenyl C61-butyric acid methyl ester、フロンティアカーボン社製、商品名E100)を電子受容体として溶液に混合した。さらに、共役高分子化合物1の重量に対して化合物(E)を等倍重量、溶液に混合した。該溶液を孔径1.0μmのテフロン(登録商標)フィルターで濾過し、塗布溶液を作製した。
得られた有機薄膜太陽電池のVoc(開放端電圧)をソーラシミュレーター(分光計器製、商品名OTENTO-SUNII:AM1.5Gフィルター、放射照度100mW/cm2)で測定した。測定結果を表1に示す。
(有機薄膜太陽電池の作製、評価)
化合物(E)にかえて、特開2006−97008号公報の合成例14の方法で製造した化合物(I)を用いた以外は実施例1と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Vocを測定した。測定結果を表1に示す。
(I)
(有機薄膜太陽電池の作製、評価)
化合物(J)の添加量が共役高分子化合物1の重量に対して0.5倍重量である以外は実施例5と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Vocを測定した。測定結果を表1に示す。
(化合物(Q−1)の合成)
化合物(Q−1)
アルゴン雰囲気下、1000mlの三つ口フラスコに、1,4−ジヨードベンゼンを125.0g(0.379mol)、カルバゾ−ルを15.84g(0.095mol)、炭酸カリウムを39.3g(0.284mol)、酢酸パラジウムを0.43g(1.89mmol)、トルエンを625.0g入れた。フラスコ内を50mmHgまで減圧し、その後、フラスコ内にアルゴンを導入して常圧に戻す操作を行った。減圧及び常圧に戻す操作は5回行った。その後、フラスコ内の気体をアルゴンで置換した。70℃まで昇温し、トリ−tert−ブチルホスフィンを50重量%含むトルエン溶液2.3ml(4.7mmol)を加え、さらに昇温し、還流下で58時間撹拌した。その後、50℃まで冷却し、反応生成物を濾過し、フィルター上の固形分をクロロホルム100mlで洗浄した。70〜75℃の条件で、エバポレ−タで濾洗液を減圧濃縮し、淡褐色の樹脂状生成物132.3gを得た。展開溶媒としてクロロホルムとへキサンとを混合した溶媒を用い、シリカゲルクロマトグラフィーで樹脂状生成物を精製することにより、白色結晶19.7gを得た。展開溶媒において、クロロホルムに対するへキサンの容積比は10であった。この結晶にヘキサン200mlを加え、還流下1時間撹拌し、その後、室温(25℃)まで冷却した。生成物を濾過し、濾物をn−ヘキサン30mlで洗浄後、70〜75℃の条件で濾物を減圧乾燥し、化合物(Q−1)を17.5g(収率63.1%)得た。
δ7.26〜7.44(m、8H)、7.90〜7.94(d、2H)、8.12〜8.15(d、2H)
化合物(Q−2)
アルゴン雰囲気下、100mlの三つ口フラスコに、化合物(Q−1)を3.69g(10.0mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドを0.35g(0.5mmol)、トリフェニルホスフィンを0.26g(1.0mmol)、ヨウ化銅(I)を0.19g(1.0mmol)、トリエチルアミンを20.2g(0.2mol)、酢酸エチルを22.1g入れ、70℃まで昇温した。次に、70〜75℃で、トリメチルシリルアセチレン1.89g(15.0mmol)を35分かけてフラスコ内に滴下した。70〜75℃で2.5時間撹拌し、その後、室温(25℃)まで冷却した。エバポレータを用い、75℃で反応生成物を減圧濃縮し、濃縮物5.65gを得た。展開溶媒としてクロロホルムとへキサンとトリエチルアミンとを混合した溶媒を用い、シリカゲルクロマトグラフィーで濃縮物を精製し、白色の化合物(Q−2)を3.29g(収率96.7%)得た。展開溶媒において、クロロホルムに対するへキサンの容積比は10であり、トリエチルアミンに対するクロロホルムの容積比は1000であった。
δ0.30(s、9H)、7.26〜7.31(m、2H)、7.40〜7.42(m、4H)、7.50〜7.53(d、2H)、7.68〜7.71(d、2H)、8.12〜8.15(d、2H)
化合物(Q−3)
窒素雰囲気下、100mlの三つ口フラスコに、化合物(Q−2)を3.29g(9.7mmol)、クロロホルムを20.0g入れ、化合物(Q−2)が溶解した後、エタノールを40.0g加えた。次に、炭酸ナトリウムを0.5g(9.7mmol)加え、20〜23℃で18時間撹拌した。エバポレータを用いて、75℃で反応生成物を減圧濃縮し、濃縮物4.24gを得た。展開溶媒としてクロロホルムとn−へキサンとトリエチルアミンとを混合した溶媒を用い、シリカゲルクロマトグラフィーで濃縮物を精製し、白色の化合物(Q−3)を2.59g(収率100%)得た。展開溶媒において、クロロホルムに対するn−へキサンの容積比は5であり、トリエチルアミンに対するクロロホルムの容積比は1000であった。
δ3.18(s、1H)、7.26〜7.34(m、2H)、7.40〜7.42(m、4H)、7.53〜7.56(m、2H)、7.71〜7.75(d、2H)、8.12〜8.15(d、2H)
化合物(Q)
アルゴン雰囲気下、100mlの三つ口フラスコに、化合物(Q−1)を5.18g(14.0mmol)、化合物(Q−3)を2.50g(9.4mol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドを0.33g(0.68mmol)、トリフェニルホスフィンを0.25g(0.94mmol)、ヨウ化銅(I)を0.18g(1.0mmol)、トリエチルアミンを18.9g(0.187mol)、酢酸エチル31.1gを入れ、70〜75℃で2時間撹拌し、その後、室温(25℃)まで冷却した。エバポレータを用いて、75℃で反応生成物を減圧濃縮し、濃縮物11.0gを得た。展開溶媒としてクロロホルムとへキサンとを混合した溶液を用い、シリカゲルクロマトグラフィーで濃縮物を精製し、褐色の固体4.06gを得た。展開溶媒において、クロロホルムに対するへキサンの容積比は2であった。この固体をトルエン100gに分散させ、80〜85℃で1時間撹拌し、その後、室温(25℃)まで冷却した。生成物を濾過し、濾物をトルエン20mlで洗浄し、その後、70〜75℃で濾物を減圧乾燥し、肌色の固体3.60gを得た。この固体を、50〜55℃の条件で、テトラヒドロフラン500mlに溶解し、その後、活性炭4.0gを加え、50〜55℃で1時間撹拌した。その後、活性炭を濾別し、テトラヒドロフラン30mlで活性炭を洗浄した。エバポレータを用い、75℃で濾洗液を減圧濃縮し、白色固体3.40gを得た。この固体をトルエン68gに分散させ、80〜85℃で1時間撹拌し、その後、室温(25℃)まで冷却した。生成物を濾過し、濾物をトルエン20mlで洗浄後、70〜75℃で濾物を減圧乾燥し、無色の固体として化合物(Q)2.55g(収率53.6%)を得た。
δ7.29〜7.34(m、4H)、7.41〜7.49(m、8H)、7.60〜7.63(d、4H)、7.80〜7.83(d、4H)、8.15〜8.17(d、4H)
(化合物(R−1)の合成)
化合物(R−1)
アルゴン雰囲気下、100mlの三つ口フラスコに、ジヨードベンゼンを9.90g(30.0mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドを0.42g(0.6mmol)、ヨウ化銅(I)を0.39g(1.5mmol)、トリエチルアミンを30.4g(0.3mol)、酢酸エチルを30.4g入れ、60℃まで昇温した。次に、65〜70℃でトリメチルシリルアセチレン7.37g(75.0mmol)を1時間かけてフラスコ内に滴下した。65〜70℃で2.5時間撹拌した後、室温(25℃)まで冷却した。エバポレータを用い、70℃で反応生成物を減圧濃縮し、濃縮物9.08gを得た。展開溶媒としてクロロホルムとへキサンとトリエチルアミンとを混合した溶媒を用い、シリカゲルクロマトグラフィーで濃縮物を精製し、白色の化合物(R−1)を7.30g(収率88.9%)得た。展開溶媒において、クロロホルムに対するn−へキサンの容積比は5であり、トリエチルアミンに対するクロロホルムの容積比は10であった。
化合物(R−2)
窒素雰囲気下、100mlの三つ口フラスコに、化合物(R−1)を7.3g(27mmol)、エタノールを73.0g入れ、化合物(R−1)を溶解させた。次に、炭酸カリウムを0.75g(5.4mmol)加え、20〜23℃で21時間撹拌した。ろ過した生成物を、クロロホルムと水で洗浄後、エバポレータを用いて70℃で減圧濃縮し、化合物(R−2)を3.10g(収率91.1%)得た。
化合物(R)
アルゴン雰囲気下、100mlの三つ口フラスコに、化合物(Q−1)を5.54g(15.0mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドを0.42g(0.6mmol)、トリフェニルホスフィンを0.16g(0.6mmol)、ヨウ化銅(I)を0.11g(0.6mmol)、トリエチルアミンを18.2g(0.18mol)、酢酸エチルを22.2g入れ、70℃に昇温した。その後、70〜75℃で攪拌しながら、化合物(R−2)0.76g(9.4mol)を3gの酢酸エチルに溶かした溶液を4.5時間かけて滴下し、5.5時間攪拌した。得られた反応液をエバポレータで濃縮し、得られた残渣をカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物である化合物(R)が含まれる分画の溶液を回収した。カラムクロマトグラフィーにはシリカゲル200gを使用し、溶媒としてヘキサンとクロロホルムとを混合した溶媒を用いた。クロロホルムに対するヘキサンの容積比が3の条件で精製を開始し、グラジエントをかけ、クロロホルムに対するヘキサンの容積比を1とした。回収した溶液を濃縮し、得られた粗精製物を粗生成物に対して20重量倍の重量のトルエンでリパルプ洗浄を行い、再度カラムクロマトグラフィーで精製し、精製物を2.53g得た。カラムクロマトグラフィーにはシリカゲル500gを使用し、溶媒としてヘキサンとクロロホルムとを混合した溶媒を用いた。クロロホルムに対するヘキサンの容積比は1であった。精製物を、50℃で加熱しながらテトラヒドロフラン500mlに溶解し、活性炭2.3gを入れ、さらに50℃で30分加熱攪拌した。反応液をセライトろ過した後、濾液をエバポレータで濃縮し、残渣をトルエン50mlでリパルプ洗浄し、さらにトルエン50mlで洗浄し、75℃、400Paで減圧乾燥することで化合物(R)を1.95g(収率53.4%)得た。
δ7.25〜7.39(m、4H)、7.40〜7.50(m、8H)、7.55〜7.65(d、8H)、7.77〜7.80(d、4H)、8.14〜8.17(d、4H)
(有機薄膜太陽電池の作製、評価)
式(1)で表される化合物を用いない以外は実施例1と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Vocを測定した。測定結果を表1に示す。
Claims (6)
- 一対の電極と、該電極間に設けられた有機層とを有し、該有機層が式(1)で表される化合物と共役高分子化合物とを含み、三重項発光体または構造単位としての三重項発光体を有する高分子化合物を含まない、有機光電変換素子。
(ここで三重項発光体とは、電界発光において三重項状態から光を放出し、蛍光ではなく燐光を示す化合物を示し、構造単位としての三重項発光体を有する高分子化合物とは、主鎖および/または側鎖中に三重項発光体に相当する構造単位が組込まれている高分子化合物を示す。)
(1)
(式中、Tは、下記式(2)、式(3)、式(4)又は式(20)で表される有機基を表す。nは、2を表す。Rは、水素原子又はフッ素置換されていてもよいアルキル基を表す。複数個あるRは、同一であっても相異なってもよい。)
(2)
(式中、R 1 は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。4個あるR 1 は、同一であっても相異なってもよい。)
(3)
(式中、R 2 は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。8個あるR 2 は、同一であっても相異なってもよい。)
(4)
(式中、A環及びB環は、同一又は相異なり、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表す。A 2 は、A環及びB環と結合して5員環若しくは6員環を形成する2価の基、−S−又は−O−を表す。)
(20)
(式中、R 20 は、水素原子、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。8個あるR 20 は、同一であっても相異なってもよい。)
- 共役高分子化合物が式(7)及び式(8)からなる群から選ばれる1種以上の繰り返し単位を有する共役高分子化合物である請求項1に記載の有機光電変換素子。
(7) (8)
(式中、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18及びR19は、同一又は相異なり、水素原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、アルコキシアルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。) - 有機層中の式(1)で表される化合物の重量が、共役高分子化合物100重量部に対して、0.1〜10000重量部である請求項1又は2に記載の有機光電変換素子。
- 有機層中に、さらに電子受容性化合物が含まれる請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。
- 電子受容性化合物が、フラーレン誘導体である請求項4に記載の有機光電変換素子。
- 有機層中に、さらに電子供与性化合物が含まれる請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機光電変換素子。
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