JP6862650B2

JP6862650B2 - 有機太陽電池の有機物層用組成物およびこれを用いた有機太陽電池の製造方法

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Publication number: JP6862650B2
Application number: JP2019568371A
Authority: JP
Inventors: チョイ、ドゥーワン; リー、ジヨン; ジャン、ソンリム; リム、ボギュ
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2039-03-07
Also published as: WO2019172675A1; CN110770927A; KR102644523B1; CN110770927B; JP2020523451A; KR20190106777A; US20200136050A1

Description

本出願は、２０１８年３月９日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１８−００２８１３９号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。

本明細書は、有機太陽電池の有機物層用組成物およびこれを用いた有機太陽電池の製造方法に関する。

有機太陽電池は、光起電力効果（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｅｆｆｅｃｔ）を応用することにより太陽エネルギーを直接電気エネルギーに変換できる素子である。太陽電池は、薄膜を構成する物質によって、無機太陽電池と、有機太陽電池とに分けられる。典型的な太陽電池は、無機半導体の結晶性シリコン（Ｓｉ）をドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）してｐ−ｎ接合にしたものである。光を吸収して生じる電子と正孔はｐ−ｎ接合点まで拡散し、その電界によって加速されて電極に移動する。この過程の電力変換効率は、外部回路に与えられる電力と太陽電池に入った太陽電力との比で定義され、現在標準化された仮想太陽の照射条件で測定時、２４％程度まで達成された。しかし、従来の無機太陽電池はすでに経済性と材料上の需給において限界を見せているため、加工が容易かつ安価で、多様な機能性を有する有機物半導体太陽電池が長期的な代替エネルギー源として注目されている。

太陽電池は、太陽エネルギーからできるだけ多くの電気エネルギーを出力できるように効率を高めることが重要である。このような太陽電池の効率を高めるためには、半導体の内部でできるだけ多くのエキシトンを生成することも重要であるが、生成された電荷を損失なく外部に引き出すことも重要である。電荷が損失する原因の一つが、生成された電子および正孔が再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）によって消滅することである。生成された電子や正孔が損失なく電極に伝達されるための方法として多様な方法が提示されているが、ほとんど追加の工程が求められ、これによって製造費用が上昇しかねない。

本明細書は、有機太陽電池の有機物層用組成物、この組成物を用いた有機太陽電池の製造方法、およびこれによって得られた有機太陽電池を提供する。

本明細書の一実施態様は、下記化学式１で表される第１単位、下記化学式２で表される第２単位、および下記化学式３または４で表される第３単位を含む重合体；および非ハロゲン系溶媒を含む有機太陽電池の有機物層用組成物を提供する。
［化学式１］

［化学式２］

［化学式３］

［化学式４］

前記化学式１〜４において、
Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲＲ'、ＮＲ、Ｏ、ＳｉＲＲ'、ＰＲ、Ｓ、ＧｅＲＲ'、Ｓｅ、またはＴｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲ"、Ｎ、ＳｉＲ"、Ｐ、またはＧｅＲ"であり、
Ａ１およびＡ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基であり、
Ｃｙ１は、置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
Ｑ１およびＱ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＯまたはＳであり、
Ｒ、Ｒ'、Ｒ"およびＲ１〜Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

また、本明細書のもう一つの実施態様は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含む有機太陽電池の製造方法に関するものであって、前記有機物層のうちの１層以上を、前述した有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて形成するものである有機太陽電池の製造方法を提供する。

さらに、本明細書のもう一つの実施態様は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含む有機太陽電池であって、前記有機物層のうちの１層以上は、前述した有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて形成されたものである有機太陽電池を提供する。

本明細書の一実施態様に係る重合体は、非ハロゲン系溶媒を用いて有機太陽電池の有機物層を製造する場合にも、有機太陽電池で高効率を達成することができる。

また、本明細書の一実施態様に係る重合体は、電気伝導性物質で熱的安定性を有し、優れた溶解度および高い電子移動度を有する。したがって、有機太陽電池に適用する場合に、優れた電気的特性を示すことができる。

さらに、本明細書の一実施態様に係る重合体は、ＨＯＭＯエネルギー準位が高くて、これを含む有機太陽電池を実現する場合に効率特性に優れる。

本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池を示す図である。比較例３および４における素子の作製結果を示す写真である。比較例６および７における素子の作製結果を示す写真である。

以下、本明細書についてより詳細に説明する。

本明細書において、「単位」とは、重合体の単量体に含まれる繰り返し構造であって、単量体が重合によって重合体内に結合した構造を意味する。

本明細書において、「単位を含む」の意味は、重合体内の主鎖に含まれるとの意味である。

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

本明細書において、エネルギー準位は、エネルギーの大きさを意味するものである。したがって、真空準位からマイナス（−）方向にエネルギー準位が表示される場合にも、エネルギー準位は、当該エネルギー値の絶対値を意味すると解釈される。例えば、ＨＯＭＯエネルギー準位とは、真空準位から最高占有分子オービタル（ｈｉｇｈｅｓｔｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ）までの距離を意味する。また、ＬＵＭＯエネルギー準位とは、真空準位から最低非占有分子オービタル（ｌｏｗｅｓｔｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ）までの距離を意味する。

本明細書の一実施態様は、前記化学式１で表される第１単位、前記化学式２で表される第２単位、および前記化学式３または４で表される第３単位を含む重合体；および非ハロゲン系溶媒を含む有機太陽電池の有機物層用組成物を提供する。

有機太陽電池は、軽くて柔軟であり、多様な色を実現できるため、多い所で研究が進められているが、ほとんど溶液工程に用いられる溶媒としてハロゲン系溶媒を主に使用している。しかし、ハロゲン系溶媒は、環境だけでなく、健康にも致命的であるので、商用化に多くの障害となりうる。しかし、本発明者らが開発した前記重合体は、非ハロゲン系溶媒を用いた工程によって、素子に適用する場合にも高効率の素子を提供することができる。

前記非ハロゲン系溶媒は、前記組成物に含まれる重合体に対して溶媒として役割を果たすと同時に、ハロゲンを含まないものが使用できる。例えば、前記非ハロゲン系溶媒は、前記重合体の溶解度が０．１ｗｔ％以上、具体的には０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であってもよい。前記溶解度は、溶媒１００ｗｔ％を基準としたものであり、溶解度の測定方法は、例えば、溶媒１ｍｌに前記重合体を溶かしてパーティクルなしにどれだけ溶けるかを測定する方法を利用することができる。溶解度が０．１ｗｔ％の場合、溶媒１ｍｌ中に重合体１ｍｇ（０．１ｗｔ％）が溶けられることを意味し、溶解度が１０ｗｔ％の場合、溶媒１ｍｌ中に重合体１００ｍｇ（１０ｗｔ％）が溶けられることを意味する。

本出願の一実施態様によれば、前記非ハロゲン系溶媒は、相対極性（Ｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｌａｒｉｔｙ）が０．７５以下であることが好ましい。前記相対極性は、極性インデックス（ｐｏｌａｒｉｔｙｉｎｄｅｘ）の相対的な数値を意味する。

本出願の一実施態様によれば、前記非ハロゲン系溶媒は、沸点（ｂｏｉｌｉｎｇｐｏｉｎｔ）が５０℃〜３００℃であることが好ましい。

前記のように、非ハロゲン系溶媒が前述した溶解度を満足する場合、溶媒に前述した重合体をよく溶かすことができるので、素子を溶液工程で作製することを可能にする。一例によれば、前記非ハロゲン系溶媒は、後述する電子受容体の溶解度も、０．１ｗｔ％以上、例えば、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であることが好ましい。

また、前記のように、溶解度、相対極性および沸点を満足する場合、溶媒に電子供与体として機能する重合体と電子受容体として機能する物質とを溶解させた組成物を用いてフィルムを形成する時、適切な相分離が行われることにより、有機太陽電池の光活性層の効率を向上させることができる。具体的には、溶媒によって、電子供与体と電子受容体の溶解度が異なり、また、溶媒中の電子供与体と電子受容体との分布が異なりうるので、溶媒によって最終的に製造される光活性層の表面形態、モルフォロジーおよび分子の結晶性に差が発生し、このような差が素子の性能および効率に影響を及ぼす。前記のように、溶解度、相対極性および沸点を満足する場合、滑らかな表面特性を得ることができ、モルフォロジーは１０ｎｍ前後で適切に混ざり、分子結晶性はｆａｃｅ−ｏｎタイプで大きいため、素子の効率が向上できる。前記組成物によって形成したフィルムまたは光活性層の表面はＡＦＭまたはＴＥＭ分析によって確認することができ、フィルムまたは光活性層の内部の分析はＧＩＸＤ分析によって行われる。

本明細書の一実施態様において、前記組成物１００重量％中、前記非ハロゲン系溶媒の含有量は、工程条件、ともに使用される材料などに応じて決定可能である。

前記非ハロゲン系溶媒は、有機太陽電池の光活性層のような有機物層を形成する過程で有機物層の内部にトラップされることもあり、乾燥過程ですべて蒸発できる。

本明細書の一実施態様において、前記非ハロゲン系溶媒は、トルエン、キシレン、２−メチルアニソール、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、トリルアセテート、ｐ−トリルエーテル、およびジフェニルエーテルの中から選択される１種または２種以上を含むことができる。好ましい例として、前記非ハロゲン系溶媒は、トルエンまたは２−メチルアニソールである。

本明細書の一実施態様において、前記重合体は、前記化学式１で表される第１単位；前記化学式２で表される第２単位；および前記化学式３または４で表される第３単位を含む。

特に、前記重合体は、化学式２で表される第２単位を含む。本明細書の一実施態様において、前記Ａ１およびＡ２は、互いにベンゼン環のオルト（ｏｒｔｈｏ）位に置換される。この場合、低い結晶性を示して小さいドメイン（ｄｏｍａｉｎ）を形成する。したがって、これを含む有機太陽電池は優れた電気的特性を示し、効率に優れる。

前記置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。

前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子が置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。

本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；および置換もしくは非置換のヘテロ環基からなる群より選択された１個以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。例えば、「２以上の置換基が連結された置換基」は、ビフェニル基であってもよい。すなわち、ビフェニル基は、アリール基であってもよく、２個のフェニル基が連結された置換基と解釈されてもよい。

本明細書において、イミド基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜３０のものが好ましい。具体的には、下記の構造の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。

本明細書において、アミド基は、アミド基の窒素が水素、炭素数１〜３０の直鎖、分枝鎖もしくは環鎖アルキル基、または炭素数６〜３０のアリール基で１または２置換されていてもよい。具体的には、下記構造式の化合物になってもよいが、これに限定されるものではない。

本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。

本明細書において、前記アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜５０のものが好ましい。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、１−メチル−ブチル、１−エチル−ブチル、ペンチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ヘキシル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、４−メチル−２−ペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ヘプチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ−オクチル、ｔｅｒｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、１−エチル−プロピル、１，１−ジメチル−プロピル、イソヘキシル、２−メチルペンチル、４−メチルヘキシル、５−メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。

本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数３〜６０のものが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３−メチルシクロペンチル、２，３−ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３−メチルシクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、２，３−ジメチルシクロヘキシル、３，４，５−トリメチルシクロヘキシル、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。

本明細書において、前記アルコキシ基は、直鎖、分枝鎖もしくは環鎖であってもよい。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、炭素数１〜２０のものが好ましい。具体的には、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｉ−プロピルオキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｎ−ペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、３，３−ジメチルブチルオキシ、２−エチルブチルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ベンジルオキシ、ｐ−メチルベンジルオキシなどになってもよいが、これらに限定されるものではない。

本明細書において、前記アルケニル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜４０のものが好ましい。具体例としては、ビニル、１−プロペニル、イソプロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、３−メチル−１−ブテニル、１，３−ブタジエニル、アリル、１−フェニルビニル−１−イル、２−フェニルビニル−１−イル、２，２−ジフェニルビニル−１−イル、２−フェニル−２−（ナフチル−１−イル）ビニル−１−イル、２，２−ビス（ジフェニル−１−イル）ビニル−１−イル、スチルベニル基、スチレニル基などがあるが、これらに限定されない。

本明細書において、前記アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数６〜２５のものが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。

本明細書において、前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数１０〜２４のものが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。

本明細書において、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した置換基が互いに結合して環を形成してもよい。

前記フルオレニル基が置換される場合、

などになってもよい。ただし、これらに限定されるものではない。

本明細書において、ヘテロ環基は、炭素でない原子、異種原子を１以上含むものであって、具体的には、前記異種原子は、Ｏ、Ｎ、Ｓｅ、およびＳなどからなる群より選択される原子を１以上含むことができる。ヘテロ環基の炭素数は特に限定されないが、炭素数２〜６０のものが好ましい。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、トリアゾール基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントリジル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、フェノチアジニル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本明細書において、アミン基は、炭素数は特に限定されないが、１〜３０のものが好ましい。アミン基は、Ｎ原子に、アリール基、アルキル基、アリールアルキル基、およびヘテロ環基などで置換されていてもよいし、アミン基の具体例としては、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本明細書において、アリールオキシ基、アリールチオキシ基、およびアリールスルホキシ基中のアリール基は、前述したアリール基の例示の通りである。具体的には、アリールオキシ基としては、フェノキシ、ｐ−トリルオキシ、ｍ−トリルオキシ、３，５−ジメチル−フェノキシ、２，４，６−トリメチルフェノキシ、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ、３−ビフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、４−メチル−１−ナフチルオキシ、５−メチル−２−ナフチルオキシ、１−アントリルオキシ、２−アントリルオキシ、９−アントリルオキシ、１−フェナントリルオキシ、３−フェナントリルオキシ、９−フェナントリルオキシなどがあり、アリールチオキシ基としては、フェニルチオキシ基、２−メチルフェニルチオキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルチオキシ基などがあり、アリールスルホキシ基としては、ベンゼンスルホキシ基、ｐ−トルエンスルホキシ基などがあるが、これらに限定されない。

本明細書において、アルキルチオキシ基およびアルキルスルホキシ基中のアルキル基は、前述したアルキル基の例示の通りである。具体的には、アルキルチオキシ基としては、メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオキシ基、ヘキシルチオキシ基、オクチルチオキシ基などがあり、アルキルスルホキシ基としては、メチルスルホキシ基、エチルスルホキシ基、プロピルスルホキシ基、ブチルスルホキシ基などがあるが、これらに限定されない。また、本明細書において、アルキルチオキシ基は、前記アルコキシ基のＯの代わりにＳが含まれる化合物を意味する。

本明細書において、前記ヘテロ環は、シクロヘテロアルキル、シクロヘテロアルケニル、シクロヘテロケトン、脂肪族ヘテロ環、芳香族ヘテロ環、またはこれらの縮合環であってもよいし、１価の基でないものを除き、前記ヘテロ環基の例示の中から選択されてもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１において、Ｘ１は、Ｓである。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１において、Ｘ２は、Ｓである。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１において、Ｙ１は、ＣＲ"である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１において、Ｙ２は、ＣＲ"である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１において、Ｒ１は、水素である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１において、Ｒ２は、水素である。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１単位は、下記化学式１−１で表される。
［化学式１−１］

前記化学式１−１において、
Ｒ１およびＲ２の定義は、前記化学式１で定義したものと同じであり、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−１において、Ｒ１１は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−１において、Ｒ１１は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基；直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基で置換されたアリール基；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基、およびハロゲン基の中から選択される１以上で置換されたヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−１において、Ｒ１１は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基；直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基で置換されたフェニル基；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基、およびハロゲン基の中から選択される１以上で置換されたチオフェン基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−１において、Ｒ１２は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−１において、Ｒ１２は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基；直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基で置換されたアリール基；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基、およびハロゲン基の中から選択される１以上で置換されたヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−１において、Ｒ１２は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基；直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基で置換されたフェニル基；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基、およびハロゲン基の中から選択される１以上で置換されたチオフェン基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１単位は、下記化学式１−２〜１−６のうちのいずれか１つで表される。
［化学式１−２］

［化学式１−３］

［化学式１−４］

［化学式１−５］

［化学式１−６］

前記化学式１−２〜１−６において、
Ａ３およびＡ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基であり、
Ｒ１１１、Ｒ１１２、Ｒ２１１およびＲ２１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基であり、
Ｒ３１１およびＲ３１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１１は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１１は、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１１は、分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１１は、２−エチルヘキシル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１２は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１２は、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１２は、分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−２および１−６において、Ｒ１１２は、２−エチルヘキシル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１１は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基；または置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１１は、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１１は、分枝鎖のアルキル基；または分枝鎖のアルキルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１１は、２−エチルヘキシル基；または２−エチルヘキシルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１２は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基；または置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１２は、直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１２は、分枝鎖のアルキル基；または分枝鎖のアルキルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−３において、Ｒ２１２は、２−エチルヘキシル基；または２−エチルヘキシルチオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１１は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１１は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１１は、分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１１は、２−エチルヘキシルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１２は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１２は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１２は、分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式１−４および１−５において、Ｒ３１２は、２−エチルヘキシルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式２において、Ｘ３は、Ｓである。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式２において、Ｘ４は、Ｓである。

本明細書の一実施態様によれば、前記第２単位は、下記化学式２−１で表される。
［化学式２−１］

前記化学式２−１において、
Ｒ３〜Ｒ６、Ａ１およびＡ２の定義は、前記化学式２で定義したものと同じである。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式２において、Ｒ３〜Ｒ６は、水素である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式２において、Ａ１およびＡ２は、フッ素である。

本明細書の一実施態様によれば、前記第２単位は、下記化学式２−２で表される。
［化学式２−２］

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｃｙは、ヘテロ原子として、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐ、およびＳｅのうちの１以上を含み、置換もしくは非置換のヘテロ環である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｃｙは、ヘテロ原子として、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐ、およびＳｅのうちの１以上を含み、置換もしくは非置換の単環の５員または６員ヘテロ環である。

本明細書の一実施態様によれば、前記第３単位は、下記化学式３−１または３−２で表される。
［化学式３−１］

［化学式３−２］

前記化学式３−１および３−２において、
Ｒ７およびＲ８の定義は、前記化学式３で定義したものと同じであり、
Ｘ７は、ＣＲＲ'、ＮＲ、Ｏ、ＳｉＲＲ'、ＰＲ、Ｓ、ＧｅＲＲ'、Ｓｅ、またはＴｅであり、
Ｙ３〜Ｙ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲ"、Ｎ、ＳｉＲ"、Ｐ、またはＧｅＲ"であり、
Ｒ、Ｒ'、Ｒ"、Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式４において、Ｘ５は、Ｓである。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式４において、Ｘ６は、ＮＲである。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式４において、Ｑ１およびＱ２は、Ｏである。

本明細書の一実施態様によれば、前記第３単位は、下記化学式３−３〜３−７のうちのいずれか１つで表される。
［化学式３−３］

［化学式３−４］

［化学式３−５］

［化学式３−６］

［化学式３−７］

前記化学式３−３〜３−７において、
Ｒ７およびＲ８の定義は、前記化学式３で定義したものと同じであり、
Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；または置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；または直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；または直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；または直鎖のＣ_１−Ｃ_２０のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；または直鎖のＣ_１０−Ｃ_２０のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、水素；またはｎ−ドデシルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、Ｃ_３−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、Ｃ_１０−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ７は、２−ブチルオクチルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；または置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；または直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；または直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；または直鎖のＣ_１−Ｃ_２０のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；または直鎖のＣ_１０−Ｃ_２０のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、水素；またはｎ−ドデシルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、Ｃ_３−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、Ｃ_１０−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３において、Ｒ８は、２−ブチルオクチルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、水素；またはＣ_１−Ｃ_２０の直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、水素；またはＣ_１０−Ｃ_２０の直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、ｎ−ドデシルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、Ｃ_３−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、Ｃ_１０−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ７は、２−ブチルオクチルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、置換もしくは非置換のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、水素；またはＣ_１−Ｃ_２０の直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、水素；またはＣ_１０−Ｃ_２０の直鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、ｎ−ドデシルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、Ｃ_３−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、Ｃ_１０−Ｃ_２０の分枝鎖のアルコキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−３および３−４において、Ｒ８は、２−ブチルオクチルオキシ基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５および３−６において、Ｒ７およびＲ８は、水素である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５において、Ｒ９は、置換もしくは非置換のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５において、Ｒ９は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５において、Ｒ９は、分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５において、Ｒ９は、分枝鎖のＣ_６−Ｃ_１５のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５において、Ｒ９は、分枝鎖のＣ_８−Ｃ_１２のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−５において、Ｒ９は、２−エチルヘキシル基または２−ブチルオクチル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−６において、Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−６において、Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基で置換されたアリール基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−６において、Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直鎖もしくは分枝鎖のアルコキシ基で置換されたフェニル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−６において、Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、直鎖のアルコキシ基で置換されたフェニル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−６において、Ｒ９およびＲ１０は、ｎ−オクチルオキシ基で置換されたフェニル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−７において、Ｒ９は、置換もしくは非置換のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−７において、Ｒ９は、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−７において、Ｒ９は、分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式３−７において、Ｒ９は、２−エチルヘキシル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記重合体は、下記化学式５で表される単位を含む。
［化学式５］

前記化学式５において、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
Ａは、前記化学式１で表される第１単位であり、
Ｂは、前記化学式２で表される第２単位であり、
ＣおよびＣ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、前記化学式３または化学式４で表される第３単位であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。

本明細書の化学式２−１で表される第２単位中のＡ１およびＡ２とチオフェンのＳ原子；または化学式２−１で表される第２単位中のＡ１およびＡ２と化学式１−１で表される第１単位のＳ原子とが互いに相互作用をする。

ここで、相互作用とは、化学構造または化学構造を構成する原子が互いに共有結合以外の作用によって影響のやり取りをする非共有結合性相互作用をすることを意味し、例えば、カルコゲン（ｃｈａｌｃｏｇｅｎ）結合を意味することができる。

また、本明細書の一実施態様において、前記化学式３−３〜３−７のうちのいずれか１つで表される第３単位は、Ｒ７およびＲ８を含むことにより、Ｒ７、Ｒ８のＯ原子；化学式２で表される第２単位のＡ１およびＡ２；および化学式１で表される第１単位のＳ原子が、互いに相互作用により、平面構造（ｐｌａｎａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成することができる。

したがって、本明細書の一実施態様に係る重合体を含む場合には、電流の増加を誘導可能で、高い効率の素子を提供することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記Ａは、前記化学式１−１で表される第１単位である。

本明細書の一実施態様によれば、前記Ｂは、前記化学式２−１で表される第２単位である。

本明細書の一実施態様によれば、前記Ｃは、前記３−３〜３−７の中から選択されるいずれか１つで表される第３単位である。

本明細書の一実施態様によれば、前記Ｃ'は、前記３−３〜３−７の中から選択されるいずれか１つで表される第３単位である。

本明細書の一実施態様によれば、前記重合体は、下記化学式５−１または５−２で表される単位を含む。
［化学式５−１］

［化学式５−２］

前記化学式５−１および５−２において、
Ｘ１〜Ｘ６、Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１〜Ｒ８、Ｃｙ１、Ｑ１、Ｑ２、Ａ１およびＡ２の定義は、前記化学式１〜４で定義したものと同じであり、
Ｃｙ１１は、置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
Ｑ１１およびＱ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＯまたはＳであり、
Ｘ１５およびＸ１６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲＲ'、ＮＲ、Ｏ、ＳｉＲＲ'、ＰＲ、Ｓ、ＧｅＲＲ'、Ｓｅ、またはＴｅであり、
Ｒ、Ｒ'およびＲ１７およびＲ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。

本明細書の一実施態様によれば、前記重合体は、下記化学式５−３で表される単位を含む。
［化学式５−３］

前記化学式５−３において、
Ａ１〜Ａ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基であり、
Ｒ１０７、Ｒ１０８、Ｒ２０７およびＲ２０８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルコキシ基であり、
Ｒ１１１およびＲ１１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基であり、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。

本明細書の一実施態様によれば、前記重合体は、下記化学式５−４〜５−３９のうちのいずれか１つで表される単位を含む。
［化学式５−４］

［化学式５−５］

［化学式５−６］

［化学式５−７］

［化学式５−８］

［化学式５−９］

［化学式５−１０］

［化学式５−１１］

［化学式５−１２］

［化学式５−１３］

［化学式５−１４］

［化学式５−１５］

［化学式５−１６］

［化学式５−１７］

［化学式５−１８］

［化学式５−１９］

［化学式５−２０］

［化学式５−２１］

［化学式５−２２］

［化学式５−２３］

［化学式５−２４］

［化学式５−２５］

［化学式５−２６］

［化学式５−２７］

［化学式５−２８］

［化学式５−２９］

［化学式５−３０］

［化学式５−３１］

［化学式５−３２］

［化学式５−３３］

［化学式５−３４］

［化学式５−３５］

［化学式５−３６］

［化学式５−３７］

［化学式５−３８］

［化学式５−３９］

前記化学式５−４〜５−３９において、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。

本明細書の一実施態様において、前記ｌは、０．５である。

もう一つの実施態様において、前記ｍは、０．５である。

本明細書の他の実施態様において、前記ｌは、０．７５である。

本明細書の一実施態様において、前記ｍは、０．２５である。

本明細書の一実施態様において、前記重合体は、ランダム重合体である。また、ランダム重合体の場合に溶解度が向上して、素子の製造工程上、時間費用的に経済的な効果がある。

本明細書の一実施態様において、前記重合体の末端基は、置換もしくは非置換のヘテロ環基、または置換もしくは非置換のアリール基である。

本明細書の一実施態様において、前記重合体の末端基は、ハロゲン基、アルキル基、またはハロアルキル基で置換もしくは非置換のヘテロ環基；またはハロゲン基、アルキル基、またはハロアルキル基で置換もしくは非置換のアリール基である。

本明細書の一実施態様において、前記重合体の末端基は、ハロゲン基、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル基、またはＣ_１−Ｃ_６フルオロアルキル基で置換もしくは非置換のヘテロ環基；またはハロゲン基、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル基、またはＣ_１−Ｃ_６ハロアルキル基で置換もしくは非置換のアリール基である。本明細書の一実施態様において、前記重合体の末端基は、４−（トリフルオロメチル）フェニル基（４−（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）である。

本明細書の一実施態様において、前記重合体の末端基は、ブロモチオフェン基（ｂｒｏｍｏ−ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）である。

もう一つの実施態様において、前記重合体の末端基は、トリフルオロ−ベンゼン基（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏ−ｂｅｎｚｅｎｅ）である。

本明細書のもう一つの実施態様によれば、前記重合体は、末端基を有していなくてもよい。言い換えれば、前記重合体は、エンドキャッピングがない重合体であってもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記重合体の数平均分子量は、５，０００ｇ／ｍｏｌ〜１，０００，０００ｇ／ｍｏｌが好ましい。

本明細書の一実施態様によれば、前記重合体は、１〜１０の分子量分布を有することができる。好ましくは、前記重合体は、１〜３の分子量分布を有する。

分子量分布は低いほど、数平均分子量が大きくなるほど、電気的特性と機械的特性がより良くなる。

また、一定以上の溶解度を有して溶液塗布法の適用を有利にするために、数平均分子量は、１００，０００以下であることが好ましい。

前記分子量は、クロロベンゼンを溶媒として、ＧＰＣで測定して数平均分子量（Ｍｎ）および重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、分子量分布は、重量平均分子量（Ｍｗ）を数平均分子量（Ｍｎ）で割った数値、すなわち、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）を意味する。

前記重合体は、後述する製造例に基づいて製造される。前記重合体の各単位の単量体をクロロベンゼンを溶媒として、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３、Ｐ（ｏ−ｔｏｌｙｌ）_３を入れて、マイクロウェーブ反応器で重合して製造した。

本明細書に係る重合体は、多段階の化学反応で製造することができる。アルキル化反応、グリニャール（Ｇｒｉｇｎａｒｄ）反応、スズキ（Ｓｕｚｕｋｉ）カップリング反応、およびスティル（Ｓｔｉｌｌｅ）カップリング反応などによりモノマーを製造した後、スティルカップリング反応などの炭素−炭素カップリング反応により最終重合体を製造することができる。導入しようとする置換基がボロン酸（ｂｏｒｏｎｉｃａｃｉｄ）またはボロン酸エステル（ｂｏｒｏｎｉｃｅｓｔｅｒ）化合物の場合には、スズキカップリング反応により製造することができ、導入しようとする置換基がトリブチルチン（ｔｒｉｂｕｔｙｌｔｉｎ）またはトリメチルチン（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｔｉｎ）化合物の場合には、スティルカップリング反応により製造することができるが、これに限定されるものではない。

本明細書の一実施態様において、前記組成物は、電子受容体をさらに含んでもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記電子受容体としては、前述した重合体との関係から電子受容体の役割を果たせるものであれば特に限定されず、例えば、非フラーレン系（ｎｏｎ−ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）系化合物、フラーレン、フラーレン誘導体、バソクプロイン、半導体性元素、半導体性化合物からなる群より選択される１または２以上の化合物が使用できる。具体的には、フラーレン（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、フラーレン誘導体（ＰＣ_６１ＢＭ（（６，６）−ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ６１−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ−ｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）、ＰＣ_７１ＢＭ（（６，６）−ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ７１−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ−ｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）、ＰＣ_７０ＢＭ（（６，６）−ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ７０−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ−ｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）、またはＰＣ_６１ＢＣＲ（（６，６）−ｐｈｅｎｙｌ−Ｃ６１−ｂｕｔｙｒｉｃａｃｉｄ−ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｙｌｅｓｔｅｒ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）ＰＢＩ（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、およびＰＴＣＢＩ（３，４，９，１０−ｐｅｒｙｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃｂｉｓ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）からなる群より選択される１または２以上の化合物が使用できる。

本明細書の一実施態様において、前記電子受容体は、下記化学式Ａで表されてもよい：
［化学式Ａ］

前記化学式Ａにおいて、
前記Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
Ａ１０１〜Ａ１０８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；ハロゲン基；または置換もしくは非置換のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基で置換もしくは非置換のアリール基；またはアルキル基で置換もしくは非置換のヘテロアリール基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、アルキル基で置換もしくは非置換のフェニル基；またはアルキル基で置換もしくは非置換のチオフェン基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ｎ−ヘキシル基で置換されたフェニル基；またはｎ−ヘキシル基で置換されたチオフェン基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、ｎ−ヘキシル基で置換されたフェニル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、ｎ−ヘキシル基で置換されたチオフェン基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ａ１０１〜Ａ１０８は、水素；フッ素；または直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ａ１０１〜Ａ１０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；フッ素；または直鎖のアルキル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａにおいて、Ａ１０１〜Ａ１０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；フッ素；またはメチル基である。

本明細書の一実施態様によれば、前記化学式Ａは、下記化学式Ａ−１〜Ａ−５のうちのいずれか１つで表される。
［化学式Ａ−１］

［化学式Ａ−２］

［化学式Ａ−３］

［化学式Ａ−４］

［化学式Ａ−５］

本明細書の一実施態様において、前述した重合体は、電子供与体の役割を果たすことができ、前記電子供与体および電子受容体は、バルクヘテロジャンクション（ＢＨＪ）を構成する。

前記バルクヘテロジャンクションとは、有機太陽電池の光活性層において電子供与体物質と電子受容体物質とが互いに混ざっていることを意味する。

本明細書の一実施態様において、前記電子供与体は、前述した重合体のほか、追加の電子供与体化合物または重合体を含んでもよく、前述した重合体のみからなってもよい。

本明細書の一実施態様において、前記電子供与体と前記電子受容体とは、質量比２：１〜１：４で含まれ、好ましくは、質量比１：１〜１：４で含まれてもよい。

本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池の有機物層用組成物は、添加剤をさらに含む。

本明細書の一実施態様において、前記添加剤の分子量は、５０ｇ／ｍｏｌ〜５００ｇ／ｍｏｌである。

もう一つの実施態様において、前記添加剤の沸点は、３０℃〜３００℃の有機物である。

本明細書において、有機物とは、炭素原子を少なくとも１以上含む物質を意味する。

一つの実施態様において、前記添加剤は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、１，８−ジヨードオクタン（ＤＩＯ：１，８−ｄｉｉｏｄｏｏｃｔａｎｅ）、１−クロロナフタレン（１−ＣＮ：１−ｃｈｌｏｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、ジフェニルエーテル（ＤＰＥ：ｄｉｐｈｅｎｙｌｅｔｈｅｒ）、オクタンジチオール（ｏｃｔａｎｅｄｉｔｈｉｏｌ）、およびテトラブロモチオフェン（ｔｅｔｒａｂｒｏｍｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）からなる群より選択される添加剤の中から１または２種の添加剤をさらに含んでもよい。

前記添加剤は、前記組成物、または後述する有機太陽電池の光活性層の全体体積に対して、０．１ｖ／ｖ％〜５ｖ／ｖ％含むことができ、具体的には０．３ｖ／ｖ％〜０．８ｖ／ｖ％含むことができる。

本明細書の一実施態様は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含む有機太陽電池の製造方法に関するものであって、前記有機物層のうちの１層以上を、前述した実施態様に係る有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて形成するものである有機太陽電池の製造方法を提供する。ここで、前述した実施態様に係る有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて前記有機物層のうちの１層以上を形成することを除けば、当技術分野の電池構造、材料および方法が適用可能である。例えば、前記有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて前記有機物層のうちの１層以上を形成することは、前記組成物をコーティングすることにより形成することができる。必要に応じて、組成物のコーティング後、乾燥または硬化を行うことができる。前記コーティングは、当技術分野で知られている方法を利用すればよいし、例えば、スピンコーティング、スロットダイ、バーコーター、ドクターブレードディップコーティング方法などが適用可能である。

本明細書の一実施態様は、第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含む有機太陽電池であって、前記有機物層のうちの１層以上は、前述した実施態様に係る有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて形成されたものである有機太陽電池を提供する。

本明細書において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。

本明細書の一実施形態に係る有機太陽電池は、第１電極と、光活性層と、第２電極とを含む。ここで、光活性層が前述した実施態様に係る有機太陽電池の有機物層用組成物を含むことができる。前記有機太陽電池は、基板、正孔輸送層、および／または電子輸送層がさらに含まれてもよい。

本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池が外部光源から光子を受けると、エキシトンは、光活性層の電子供与体と電子受容体との界面で電子と正孔とに分離される。分離された正孔は、光活性層から電子供与体（ドナー）を介して正孔輸送層を経て陽極に輸送され、分離された電子は、光活性層から電子受容体（アクセプター）を介して電子輸送層を経て陰極に輸送される。

本明細書の一実施態様において、前記有機物層は、正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層を含み、前記正孔輸送層、正孔注入層、または正孔輸送および正孔注入を同時に行う層は、前記重合体を含む。

もう一つの実施態様において、前記有機物層は、電子注入層、電子輸送層、または電子注入および電子輸送を同時に行う層を含み、前記電子注入層、電子輸送層、または電子注入および電子輸送を同時に行う層は、前記重合体を含む。

図１は、本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池を示す図であり、第１電極１０１上に、電子輸送層１０２、光活性層１０３および正孔輸送層１０４、および第２電極１０５が順に積層された構造であるが、本明細書の有機太陽電池の構造はこれに限定されない。

本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、付加的な有機物層をさらに含んでもよい。前記有機太陽電池は、様々な機能を同時に有する有機物を用いて有機物層の数を減少させることができる。

本明細書の一実施態様において、前記第１電極は、アノードであり、前記第２電極は、カソードである。もう一つの実施態様において、前記第１電極は、カソードであり、前記第２電極は、アノードである。

本明細書の一実施態様において、有機太陽電池は、カソード、光活性層、およびアノードの順に配列されてもよく、アノード、光活性層、およびカソードの順に配列されてもよいが、これに限定されない。

もう一つの実施態様において、前記有機太陽電池は、アノード、正孔輸送層、光活性層、電子輸送層、およびカソードの順に配列されてもよく、カソード、電子輸送層、光活性層、正孔輸送層、およびアノードの順に配列されてもよいが、これに限定されない。

本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、ノーマル（Ｎｏｒｍａｌ）構造である。前記ノーマル構造は、基板上にアノードが形成されることを意味することができる。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記有機太陽電池がノーマル構造の場合、基板上に形成される第１電極がアノードであればよい。

本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、インバーテッド（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）構造である。前記インバーテッド構造は、基板上にカソードが形成されることを意味することができる。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記有機太陽電池がインバーテッド構造の場合、基板上に形成される第１電極がカソードであればよい。

本明細書の一実施態様において、前記有機太陽電池は、タンデム（ｔａｎｄｅｍ）構造である。この場合、前記有機太陽電池は、２層以上の光活性層を含むことができる。本明細書の一実施態様に係る有機太陽電池は、光活性層が１層または２層以上であってもよい。

もう一つの実施態様において、バッファ層が、光活性層と正孔輸送層との間、または光活性層と電子輸送層との間に備えられてもよい。この時、正孔注入層がアノードと正孔輸送層との間にさらに備えられてもよい。また、電子注入層がカソードと電子輸送層との間にさらに備えられてもよい。

本明細書において、前記基板は、透明性、表面平滑性、取扱容易性および防水性に優れたガラス基板または透明プラスチック基板になってもよいが、これに限定されず、有機太陽電池に通常用いられる基板であれば制限はない。具体的には、ガラスまたはＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）などがあるが、これらに限定されるものではない。

前記第１電極は、透明かつ導電性の優れた物質になってもよいが、これに限定されない。バナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属、またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ_２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記第１電極の形成方法は特に限定されないが、例えば、スパッタリング、Ｅ−ビーム、熱蒸着、スピンコーティング、スクリーンプリンティング、インクジェットプリンティング、ドクターブレード、またはグラビアプリンティング法を用いて基板の一面に塗布されるか、フィルム形態にコーティングされることにより形成可能である。

前記第１電極を基板上に形成する場合、これは、洗浄、水分除去および親水性改質過程を経ることができる。

例えば、パターニングされたＩＴＯ基板を洗浄剤、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次に洗浄した後、水分除去のために、加熱板で、１００℃〜１５０℃で１分〜３０分間、好ましくは１２０℃で１０分間乾燥して、基板が完全に洗浄されると、基板の表面を親水性に改質する。

前記のような表面改質により接合表面電位を光活性層の表面電位に適した水準に維持することができる。また、改質時、第１電極上に高分子薄膜の形成が容易になり、薄膜の品質も向上できる。

第１電極の前処理技術としては、ａ）平行平板型放電を利用した表面酸化法、ｂ）真空状態でＵＶ紫外線を用いて生成されたオゾンを通して表面を酸化する方法、およびｃ）プラズマによって生成された酸素ラジカルを用いて酸化する方法などがある。

第１電極または基板の状態によって、前記方法のうちの１つを選択することができる。ただし、どの方法を利用しても、共通して、第１電極または基板表面の酸素離脱を防止し、水分および有機物の残留を最大限に抑制することが好ましい。この時、前処理の実質的な効果を極大化することができる。

具体例として、ＵＶを用いて生成されたオゾンを通して表面を酸化する方法を使用することができる。この時、超音波洗浄後、パターニングされたＩＴＯ基板を加熱板（ｈｏｔｐｌａｔｅ）でベーキング（ｂａｋｉｎｇ）してよく乾燥させた後、チャンバに投入し、ＵＶランプを作用させて、酸素ガスがＵＶ光と反応して発生するオゾンによって、パターニングされたＩＴＯ基板を洗浄することができる。

しかし、本明細書におけるパターニングされたＩＴＯ基板の表面改質方法は特に限定させる必要はなく、基板を酸化させる方法であればいかなる方法でも構わない。

前記第２電極は、仕事関数の小さい金属になってもよいが、これに限定されない。具体的には、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属、またはこれらの合金；ＬｉＦ／Ａｌ、ＬｉＯ_２／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｆｅ、Ａｌ：Ｌｉ、Ａｌ：ＢａＦ_２、Ａｌ：ＢａＦ_２：Ｂａのような多層構造の物質になってもよいが、これに限定されるものではない。

前記第２電極は、５×１０^−７ｔｏｒｒ以下の真空度を示す熱蒸着機の内部で蒸着されて形成されるが、この方法にのみ限定されるものではない。

前記正孔輸送層および／または電子輸送層物質は、光活性層で分離された電子と正孔を電極に効率的に伝達させる役割を担い、物質を特に制限しない。

前記正孔輸送層物質は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）ｄｏｐｅｄｗｉｔｈｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ））、モリブデン酸化物（ＭｏＯ_ｘ）；バナジウム酸化物（Ｖ_２Ｏ_５）；ニッケル酸化物（ＮｉＯ）；およびタングステン酸化物（ＷＯ_ｘ）などになってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。

前記電子輸送層物質は、電子抽出金属酸化物（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓ）になってもよいし、具体的には、８−ヒドロキシキノリンの金属錯体；Ａｌｑ_３を含む錯体；Ｌｉｑを含む金属錯体；ＬｉＦ；Ｃａ；チタン酸化物（ＴｉＯ_ｘ）；亜鉛酸化物（ＺｎＯ）；バナジウム酸化物（ＶＯ_ｘ）；セシウムカーボネート（Ｃｓ_２ＣＯ_３）；ＮＰＥ（ｎｏｎ−ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ）、例えば、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ）、ＰＥＩＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅｅｔｈｏｘｙｌａｔｅ）、ＰＡＡ（ｐｏｌｙａｌｌｙｌａｍｉｎｅ）などになってもよいが、これらにのみ限定されるものではない。

光活性層は、電子供与体および電子受容体を含む組成物を有機溶媒に溶解させた後、溶液をスピンコーティング、ディップコーティング、スクリーンプリンティング、スプレーコーティング、ドクターブレード、ブラシペインティングなどの方法で形成することができるが、これらの方法にのみ限定されるものではない。

以下、本明細書を具体的に説明するために実施例を挙げて詳細に説明する。しかし、本明細書に係る実施例は種々の異なる形態に変形可能であり、本明細書の範囲が以下に詳述する実施例に限定されると解釈されない。本明細書の実施例は、当業界における平均的な知識を有する者に本明細書をより完全に説明するために提供されるものである。

［重合体の合成］

合成例１
単量体Ａ−１、Ｂ−１およびＣ−１を、クロロベンゼンを溶媒として、Ｐｄ_２（ｄｂａ）_３およびＰ（ｏ−ｔｏｌｙｌ）_３とともに入れて、マイクロウェーブ反応器で重合して、下記の重合体１を製造した。

合成例２
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−２を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体２を製造した。

合成例３
前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−２を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体３を製造した。

合成例４
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−２を用い、前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−２を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体４を製造した。

合成例５
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−３を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体５を製造した。

合成例６
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−４を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体６を製造した。

合成例７
前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−３を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体７を製造した。

合成例８
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−２を用い、前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−３を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体８を製造した。

合成例９
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−３を用い、前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−３を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体９を製造した。

合成例１０
前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−４を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体１０を製造した。

合成例１１
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−２を用い、前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−４を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体１１を製造した。

合成例１２
前記単量体Ａ−１の代わりに下記の単量体Ａ−３を用い、前記単量体Ｃ−１の代わりに下記の単量体Ｃ−４を用いたことを除けば、前記合成例１と同様の方法で行って、下記の重合体１２を製造した。

合成例１〜１２で製造された重合体の分子量および分子量分布を下記表１に示した。

前記表１にて、分子量は、クロロベンゼンを溶媒として、ＧＰＣで測定して数平均分子量（Ｍｎ）および重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、分子量分布は、重量平均分子量（Ｍｗ）を数平均分子量（Ｍｎ）で割った数値、すなわち重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）を意味する。

上記には重合体１〜１２の合成法のみを例示したが、本明細書の一実施態様に係る化学式１、２、および３または１、２および４の置換基を適切に変更して、前記重合体以外の重合体を合成することができる。

［有機太陽電池の製造］

実施例１．
前記重合体１と下記化学式Ａ−１とを重量比１：２でトルエンに溶かして複合溶液（ｃｏｍｐｏｓｉｔｓｏｌｕｔｉｏｎ）を製造した。この時、濃度は２ｗｔ％に調節し、これを用いて有機太陽電池をＩＴＯ／ＺｎＯ／光活性層／ＭｏＯ_３／Ａｇのインバーテッド構造で作製した。

具体的には、基板上に、第１電極としてＩＴＯを形成し、ＩＴＯ基板は、蒸留水、アセトン、２−プロパノールを用いて超音波洗浄し、ＩＴＯ表面を１０分間オゾン処理した。

ＩＴＯ上に、ＺｎＯをスピンコーティング（ｓｐｉｎ−ｃｏａｔｉｎｇ）して電子輸送層（厚さ４０ｎｍ）を形成させた。その後、前記重合体１と下記化学式Ａ−１との複合溶液を前記電子輸送層上にスピンコーティングして光活性層を形成し（厚さ１００ｎｍ）、前記光活性層上にＭｏＯ_３を１０ｎｍの厚さに蒸着して正孔輸送層を形成した。最後に、第２電極形成のために、３×１０^−８ｔｏｒｒの真空下、熱蒸発器（ｔｈｅｒｍａｌｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）を用いて１００ｎｍの厚さにＡｇを蒸着して、有機太陽電池を製造した。
［化学式Ａ−１］

実施例２．
前記実施例１において、前記化学式Ａ−１の代わりに下記化学式Ａ−２を用いたことを除けば、前記実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
［化学式Ａ−２］

実施例３．
前記実施例１において、前記重合体１の代わりに前記重合体２を用いたことを除けば、前記実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例４．
前記実施例３において、前記化学式Ａ−１の代わりに前記化学式Ａ−２を用いたことを除けば、前記実施例３と同様の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例５〜実施例１４
前記実施例１において、前記重合体１の代わりに下記の重合体３〜１２をそれぞれ用いたことを除けば、前記実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。

実施例１５〜２８
溶媒としてトルエンの代わりに２−メチルアニソールを用いたことを除けば、それぞれ実施例１〜１４と同様に実施して、有機太陽電池を製造した。

比較例１
前記実施例１において、前記重合体１の代わりに下記の比較化合物１を用いたことを除けば、前記実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
［比較化合物１］

（数平均分子量（Ｍｎ）＝３３，４５０）

比較例２
前記比較化合物１と前記化学式Ａ−１の化合物との質量比を１：１．５として用いたことを除けば、前記比較例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。

比較例３および４
溶媒としてトルエンの代わりに２−メチルアニソールを用いたことを除けば、それぞれ前記比較例１および２と同様の方法で実施した。しかし、図２に示されるように、材料が溶媒に溶けずフィルムが形成されておらず、これによって素子の作製が不可であった。

比較例５
前記実施例１において、前記重合体１の代わりに下記の比較化合物２を用いたことを除けば、前記実施例１と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
［比較化合物２］

（韓国特許登録第１０−１６７７８４１号）

比較例６および７
溶媒としてトルエンの代わりに２−メチルアニソールを用い、比較化合物２と化学式Ａ−１の化合物とを質量比１：２（比較例６）および１：１．５（比較例７）として用いたことを除けば、前記比較例５と同様の方法で実施した。しかし、図３に示されるように、材料が溶媒にと溶けずフィルムが形成されておらず、これによって素子の作製が不可であった。

比較例８
前記実施例１０において、前記重合体８の代わりに下記の比較化合物３を用いたことを除けば、前記実施例１０と同様の方法で有機太陽電池を製造した。
［比較化合物３］

比較例９
前記比較例８において、溶媒としてトルエンの代わりに２−メチルアニソールを用いたことを除けば、前記比較例８と同様の方法で有機太陽電池を製造した。

前記比較例および実施例で製造された有機太陽電池の光電変換特性を、１００ｍＷ／ｃｍ^２（ＡＭ１．５）の条件で測定し、下記表２にその結果を示した。

前記Ｖ_ｏｃは開放電圧を、Ｊ_ｓｃは短絡電流を、ＦＦはフィルファクター（Ｆｉｌｌｆａｃｔｏｒ）を、ηはエネルギー変換効率を意味する。開放電圧と短絡電流はそれぞれ、電圧−電流密度曲線の４つの象限におけるＸ軸およびＹ軸切片であり、この２つの値が高いほど、太陽電池の効率は好ましく高くなる。また、フィルファクター（Ｆｉｌｌｆａｃｔｏｒ）は、曲線内部に描ける長方形の広さを、短絡電流と開放電圧との積で割った値である。この３つの値を、照射された光の強度で割るとエネルギー変換効率が求められ、高い値であるほど好ましい。

前記表２において、本明細書の実施態様に係る重合体を用いた実施例では、トルエンまたは２−メチルアニソールのような非ハロゲン系溶媒を用いて電池を製造する場合にも優れた効率を示したが、比較化合物を用いる場合、非ハロゲン系溶媒を用いる場合、効率が極めて低くなることを確認することができた。具体的には、比較例１で使用されたＰＴＢ７−ＴＨの場合は、当業界でよく知られた高効率物質であって、クロロベンゼンのようなハロゲン系溶媒を用いた時、ＰＣＢＭとともに使用時に約１１％、前記化学式Ａ−１とともに使用時に約７〜８％の効率を達成できることが知られている（ＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｍａ．２０１４０４３１７またはＤＯＩ：１０．１００２／ａｄｍａ．２０１４０４３１７）。また、比較例５で使用された比較化合物２も、ハロゲン系溶媒の使用時に高効率を奏することができる（韓国特許登録第１０−１６７７８４１号）。しかし、前記表２の比較例１、２および５のように非ハロゲン系溶媒の使用時には、開放電圧が非常に高く、短絡電流およびエネルギー変換効率が極めて小さいことを確認することができた。

また、溶媒として２−メチルアニソールを用いる場合にも、実施例では、優れた特性を示す有機太陽電池を作製したのに対し、比較例３、４、６および７では、材料が溶けずフィルムを作製することができず、素子の作製が不可能であった。

さらに、実施例１０と比較例８とを、実施例２４と比較例９とをそれぞれ比較すれば、重合体の第２単位においてフッ素がベンゼン環のｐａｒａ位に置換された比較化合物３を用いた場合、ｏｒｔｈｏ位に置換された重合体８を用いた場合に比べて、エネルギー変換効率が著しく低いことを確認することができる。具体的には、溶媒としてトルエンを用いた比較例８と２−メチルアニソールを用いた比較例９とも、素子効率が１％台と測定されたことを確認することができる。

１０１：第１電極
１０２：電子輸送層
１０３：光活性層
１０４：正孔輸送層
１０５：第２電極

Claims

下記化学式１で表される第１単位、下記化学式２で表される第２単位、および下記化学式３または４で表される第３単位を含む重合体；および
非ハロゲン系溶媒を含む有機太陽電池の有機物層用組成物であって、
前記非ハロゲン系溶媒は、トルエン、キシレン、２−メチルアニソール、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、トリルアセテート、ｐ−トリルエーテル、およびジフェニルエーテルの中から選択される１種または２種以上を含むものである、有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式１］

［化学式２］

［化学式３］

［化学式４］

前記化学式１〜４において、
Ｘ１〜Ｘ６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲＲ'、ＮＲ、Ｏ、ＳｉＲＲ'、ＰＲ、Ｓ、ＧｅＲＲ'、Ｓｅ、またはＴｅであり、
Ｙ１およびＹ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲ"、Ｎ、ＳｉＲ"、Ｐ、またはＧｅＲ"であり、
Ａ１およびＡ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基であり、
Ｃｙ１は、置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
Ｑ１およびＱ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＯまたはＳであり、
Ｒ、Ｒ'、Ｒ"およびＲ１〜Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
前記非ハロゲン系溶媒は、前記重合体の溶解度が０．１ｗｔ％以上である、請求項１に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物。
前記有機物層用組成物は、電子受容体をさらに含むものである、請求項１または２に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物。
前記電子受容体は、下記化学式Ａで表されるものである、請求項３に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式Ａ］

前記化学式Ａにおいて、
前記Ｒ２０１〜Ｒ２０４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロアリール基であり、
Ａ１０１〜Ａ１０８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；ハロゲン基；または置換もしくは非置換のアルキル基である。
前記第１単位は、下記化学式１−１で表されるものである、請求項１から４のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式１−１］

前記化学式１−１において、
Ｒ１およびＲ２の定義は、前記化学式１で定義したものと同じであり、
Ｒ１１およびＲ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
前記第１単位は、下記化学式１−２〜１−６のうちのいずれか１つで表されるものである、請求項１から４のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式１−２］

［化学式１−３］

［化学式１−４］

［化学式１−５］

［化学式１−６］

前記化学式１−２〜１−６において、
Ａ３およびＡ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基であり、
Ｒ１１１、Ｒ１１２、Ｒ２１１およびＲ２１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基であり、
Ｒ３１１およびＲ３１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルコキシ基である。
前記第２単位は、下記化学式２−１で表されるものである、請求項１から６のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式２−１］

前記化学式２−１において、
Ｒ３〜Ｒ６、Ａ１およびＡ２の定義は、前記化学式２で定義したものと同じである。
前記第３単位は、下記化学式３−３〜３−７のうちのいずれか１つで表されるものである、請求項１から７のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式３−３］

［化学式３−４］

［化学式３−５］

［化学式３−６］

［化学式３−７］

前記化学式３−３〜３−７において、
Ｒ７およびＲ８の定義は、前記化学式３で定義したものと同じであり、
Ｒ９およびＲ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
前記重合体は、下記化学式５で表される単位を含むものである、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式５］

前記化学式５において、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
Ａは、前記化学式１で表される第１単位であり、
Ｂは、前記化学式２で表される第２単位であり、
ＣおよびＣ'は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、前記化学式３または化学式４で表される第３単位であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。
前記重合体は、下記化学式５−１または５−２で表される単位を含むものである、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式５−１］

［化学式５−２］

前記化学式５−１および５−２において、
Ｘ１〜Ｘ６、Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１〜Ｒ８、Ｃｙ１、Ｑ１、Ｑ２、Ａ１およびＡ２の定義は、前記化学式１〜４で定義したものと同じであり、
Ｃｙ１１は、置換もしくは非置換のヘテロ環であり、
Ｑ１１およびＱ１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＯまたはＳであり、
Ｘ１５およびＸ１６は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ＣＲＲ'、ＮＲ、Ｏ、ＳｉＲＲ'、ＰＲ、Ｓ、ＧｅＲＲ'、Ｓｅ、またはＴｅであり、
Ｒ、Ｒ'およびＲ１７およびＲ１８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；イミド基；アミド基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。
前記重合体は、下記化学式５−３で表される単位を含むものである、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式５−３］

前記化学式５−３において、
Ａ１〜Ａ４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、ハロゲン基であり、
Ｒ１０７、Ｒ１０８、Ｒ２０７およびＲ２０８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルコキシ基であり、
Ｒ１１１およびＲ１１２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のアルキル基；または置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基であり、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。
前記重合体は、下記化学式５−４〜５−３９のうちのいずれか１つで表される単位を含むものである、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物：
［化学式５−４］

［化学式５−５］

［化学式５−６］

［化学式５−７］

［化学式５−８］

［化学式５−９］

［化学式５−１０］

［化学式５−１１］

［化学式５−１２］

［化学式５−１３］

［化学式５−１４］

［化学式５−１５］

［化学式５−１６］

［化学式５−１７］

［化学式５−１８］

［化学式５−１９］

［化学式５−２０］

［化学式５−２１］

［化学式５−２２］

［化学式５−２３］

［化学式５−２４］

［化学式５−２５］

［化学式５−２６］

［化学式５−２７］

［化学式５−２８］

［化学式５−２９］

［化学式５−３０］

［化学式５−３１］

［化学式５−３２］

［化学式５−３３］

［化学式５−３４］

［化学式５−３５］

［化学式５−３６］

［化学式５−３７］

［化学式５−３８］

［化学式５−３９］

前記化学式５−４〜５−３９において、
ｌは、モル分率であって、０＜ｌ＜１の実数であり、
ｍは、モル分率であって、０＜ｍ＜１の実数であり、
ｌ＋ｍ＝１であり、
ｎは、単位の繰り返し数であって、１〜１０，０００の整数である。
第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含む有機太陽電池の製造方法に関するものであって、前記有機物層のうちの１層以上を、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて形成するものである有機太陽電池の製造方法。
第１電極と、前記第１電極に対向して備えられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に備えられ、光活性層を含む１層以上の有機物層とを含む有機太陽電池であって、前記有機物層のうちの１層以上は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機太陽電池の有機物層用組成物を用いて形成されたものである有機太陽電池。