的真空下 沉積Α1至200nm的厚度，從而制造有機太陽能電池。
[0644] 制備實施例6.有機太陽能電池 -6的制造
[0645] 通過將實施例19中制備的單分子6和PCBMW60:40的比例(重量/重量比)溶解在氯 苯(CB)中來制備復合溶液。在此，將濃度調整至3.0重量％，并且有機太陽能電池采用IT0/ PED0T:PSS/光活性層/A1結構。使用蒸饋水、丙酬和2-丙醇對涂有IT0的玻璃基底進行超聲 波清洗，并在對IT0表面進行臭氧處理10分鐘之后，對表面旋涂PED0T:PSS(ba^rom P)至 45nm的厚度，然后120°C下進行熱處理10分鐘。為了涂覆光活性層，使用0.45WI1的PP注射器 式過濾器過濾化合物-PCBM復合溶液，然后進行旋涂，并使用熱蒸發器在3Χ10-8托的真空下 沉積Α1至200nm的厚度，從而制造有機太陽能電池。
[0隱]制備實施例7.有機太陽能電池-7的制造
[0647] 通過將實施例20中制備的單分子7和PCBMW60:40的比例(重量/重量比)溶解在氯 苯(CB)中來制備復合溶液。在此，將濃度調整至3.0重量％，并且有機太陽能電池采用IT0/ PED0T:PSS/光活性層/A1結構。使用蒸饋水、丙酬和2-丙醇對涂有IT0的玻璃基底進行超聲 波清洗，并在對IT0表面進行臭氧處理10分鐘之后，對表面旋涂PED0T:PSS(ba^rom P)至 45nm的厚度，然后120°C下進行熱處理10分鐘。為了涂覆光活性層，使用0.45WI1的PP注射器 式過濾器過濾化合物-PCBM復合溶液，然后進行旋涂，并使用熱蒸發器在3Χ10-8托的真空下 沉積Α1至200nm的厚度，從而制造有機太陽能電池。
[064引比較例1
[0649] 通過將P3HT和PCs出Μ W1:1的比例(重量/重量比)溶解在氯苯(CB)中來制備復合溶 液。在此，將濃度調整至3.0重量％，并且有機太陽能電池采用口0/PED0T: PSS/光活性層/Α1 結構。使用蒸饋水、丙酬和2-丙醇對涂有ΙΤ0的玻璃基底進行超聲波清洗，并在對ΙΤ0表面進 行臭氧處理10分鐘之后，對表面旋涂陽D0T:PSS(ba^rom Ρ)至45皿的厚度，然后120°C下進 行熱處理10分鐘。為了涂覆光活性層，使用0.45皿的PP注射器式過濾器過濾化合物-PCBM復 合溶液，然后進行旋涂，并使用熱蒸發器在3Χ10-8托的真空下沉積A1至2(K)nm的厚度，從而 制造有機太陽能電池。
[0650] 在100mW/cm2(AM 1.5)的條件下測量制備實施例1至7和比較例1中制備的有機太 陽能電池的光電轉換特性，結果示于下表1中。
[0化1] 表1
[ο化2]
[005:3]在表1中，V。。意指開路電壓，Jsc意指短路電流，FF意指填充因子，并且PCE意指能量 轉換效率。開路電壓和短路電流分別是電壓-電流密度曲線的第四象限中X軸和Y軸的截距， 并且隨著運兩個值增大，太陽能電池的效率優選地增加。此外，填充因子是用可在曲線中畫 出的矩形面積除W短路電流與開路電壓的乘積所獲得的值。當用運Ξ個值除W福射光的強 度時，可獲得能量轉換效率，并且優選更高的值。
[0654] 圖30是示出包含實施例14中制備的單分子1的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0655] 圖31是示出包含實施例15中制備的單分子2的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0656] 圖32是示出包含實施例16中制備的單分子3的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0657] 圖33是示出包含實施例17中制備的單分子4的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0658] 圖34是示出包含實施例18中制備的單分子5的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0659] 圖35是示出包含實施例19中制備的單分子6的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0660] 圖36是示出包含實施例20中制備的單分子7的有機太陽能電池的電流密度與電壓 的圖。
[0661] 圖37是示出根據比較例1的有機太陽能電池的電流密度與電壓的圖。
【主權項】
1. 一種采用以下化學式1作為末端單元的單分子，包含： 選自由以下化學式2表示的單元中的兩個或更多個單元， 其中所選擇的兩個或更多個單元彼此相同或不同： [化學式1] 其中在化學式1中，a是1至5的整數，并且當a是2至5的整數時，括號中的兩個或更多個結構彼此相同或不 同； XI選自CRR'、NR、0、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se和Te; R1和R2彼此相同或不同，并且各自獨立地選自氫;氘；鹵素基團；腈基;硝基;酰亞胺基； 酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取代 的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取代 的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代或 未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未經 取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取代 或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;和經取代或未經取代的雜環基； R3是氫;經取代或未經取代的烷基;或者以下結構中的任一個：其中在所述結構中， Cy是經取代或未經取代的芳基、或者經取代或未經取代的雜環基； R100和R101彼此相同或不同，并且各自獨立地是氫;氖滷素基團；腈基;硝基；酰亞胺 基;酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取 代的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取 代的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代 或未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未 經取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取 代或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;或經取代或未經取代的雜環基； [化學式2]其中在化學式2中， b和c各自是1至5的整數； d和e各自是1至3的整數； X、X '、X"和X ' "彼此相同或不同，并且各自獨立地是0或S; X2至X23彼此相同或不同，并且各自獨立地選自CRR'、NR、0、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se和 Te; Y1至Y11彼此相同或不同，并且各自獨立地選自CR、N、SiR、P和GeR; R4至R30彼此相同或不同，并且各自獨立地選自氫；氘；鹵素基團；腈基；硝基；酰亞胺 基;酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取 代的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取 代的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代 或未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未 經取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取 代或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;和經取代或未經取代的雜環基；以 及 R和R'彼此相同或不同，并且各自獨立地選自氫；氘；鹵素基團；腈基；硝基；酰亞胺基； 酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取代 的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取代 的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代或 未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未經 取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取代 或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;和經取代或未經取代的雜環基。2.根據權利要求1所述的單分子，還包含： 選自由以下化學式3表示的單元中的一個或更多個單元： [化學式3]其中在化學式3中， R31至R58彼此相同或不同，并且各自獨立地選自氫；氘；鹵素基團；腈基；硝基；酰亞胺 基;酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取 代的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取 代的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代 或未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未 經取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取 代或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;和經取代或未經取代的雜環基； X25至X46彼此相同或不同，并且各自獨立地選自CR"R'"、NR"、0、SiR"R'"、PR"、S、GeR" Y14至Y17彼此相同或不同，并且各自獨立地選自CR"、N、SiR"、P和GeR" ；以及 R"和R'"彼此相同或不同，并且各自獨立地選自氫；氖；??素基團；腈基；硝基；酰亞胺 基;酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取 代的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取 代的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代 或未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未 經取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取 代或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;和經取代或未經取代的雜環基。3. 根據權利要求1所述的單分子，其中所述單分子中除化學式1之外的單元的重復數是 2 至 10〇4. 根據權利要求1所述的單分子，其中化學式1由以下化學式1-1表示： [化學式1-1]其中在化學式1-1中，a、和R1至R3與權利要求1中所定義的那些相同。5. 根據權利要求1所述的單分子，其中R3是經取代或未經取代的直鏈或支鏈烷基。6. 根據權利要求1所述的單分子，其中所述由化學式2表示的單元選自由以下化學式2-1表示的單元： [化學式2-1]其中在化學式2-1中 R4至R9、R12至R14、和R19至R26與權利要求1中所定義的那些相同；以及 R51至R56彼此相同或不同，并且各自獨立地具有與上述R相同的定義。7. 根據權利要求2所述的單分子，其中所述由化學式3表示的單元選自由以下化學式3-1表示的單元： [化學式3-1]其中在化學式3-1中， R31至R38、和R41至R58與權利要求2中所定義的那些相同；以及 R60至R80彼此相同或不同，并且各自獨立地是氫;氘；鹵素基團；腈基;硝基;酰亞胺基； 酰胺基;羥基;經取代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取代 的烷氧基;經取代或未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取代 的芳基硫基;經取代或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代或 未經取代的烯基;經取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未經 取代的烷基胺基;經取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取代 或未經取代的雜芳基胺基;經取代或未經取代的芳基;或經取代或未經取代的雜環基。8. 根據權利要求1所述的單分子，其中R和R'彼此相同或不同，并且各自獨立地是經取 代或未經取代的直鏈或支鏈烷基;經取代或未經取代的直鏈或支鏈烷氧基;經取代或未經 取代的芳基;或者經取代或未經取代的雜環基。9. 根據權利要求2所述的單分子，其由以下化學式4至化學式6中的任一個表示： [化學式4] A-(B)I-(C)m-(B/)n-A7 [化學式5] A-(C)〇-(B)p-(C/ )q-A7 [化學式6] A-(C)r-(B)s-(C/ )t-(B7 )u-(C//)v-A/ 其中在化學式4至6中， A和A'彼此相同或不同，并且各自獨立地是由化學式1表示的末端單元； B和B '彼此相同或不同，并且各自獨立地是由化學式2表示的單元； C、C '和C"彼此相同或不同，并且各自獨立地是由化學式3表示的單元； 1是單元的重復數，并且0 < 1 < 10; m是單元的重復數，并且10; η是單元的重復數，并且0 < 1 < 10; 1+η>2； 2 < 1+m+n < 10； 〇是單元的重復數，并且0 10; Ρ是單元的重復數，并且2 10; q是單元的重復數，并且10; 2. o+p+q < 10； r是單元的重復數，并且0 10; s是單元的重復數，并且0 < s < 10; t是單元的重復數，并且0 < t < 10; u是單元的重復數，并且2 10; v是單元的重復數，并且10; s+u > 2 ； 2. r+s+t+u+v < 10;以及 當1、111、11、〇4、9、1'、8、1:、11和￥各自為2或更大時，兩個或更多個13、13'、(]、(]'和(]"彼此相同 或不同。10.根據權利要求1所述的單分子，其由以下化學式7至以下化學式21中的任一個表示：其中在化學式7至21中， a、Rl至R9、R12至R14、和R19至R22與權利要求1中所定義的那些相同； a'具有與a相同的定義； R1'至R9'、R12'至R14'、和R19'至R22'彼此相同或不同，并且各自獨立地具有與R1至 R9、R12至R14、和R19至R22相同的定義； R31 至R44、R41'、R42'、R41"、R42"、R41'"、R42'"、R51、R52、R51'、R52'、和R60至R80彼此 相同或不同，并且各自獨立地是氫;氘；鹵素基團；腈基;硝基;酰亞胺基;酰胺基;羥基;經取 代或未經取代的烷基;經取代或未經取代的環烷基;經取代或未經取代的烷氧基;經取代或 未經取代的芳氧基;經取代或未經取代的烷基硫基;經取代或未經取代的芳基硫基;經取代 或未經取代的烷基磺酰基;經取代或未經取代的芳基磺酰基;經取代或未經取代的烯基;經 取代或未經取代的甲硅烷基;經取代或未經取代的硼基;經取代或未經取代的烷基胺基;經 取代或未經取代的芳烷基胺基;經取代或未經取代的芳基胺基;經取代或未經取代的雜芳 基胺基;經取代或未經取代的芳基;或經取代或未經取代的雜環基； 1是單元的重復數，并且0 < 1 < 10; m是單元的重復數，并且10; η是單元的重復數，并且0 < 1 < 10; 1+η>2； 2 < 1+m+n < 10； Γ+1，，+Γ，，= 1; η +η +η =η; Ρ是單元的重復數，并且2 10; r是單元的重復數，并且10; s是單元的重復數，并且0 < s < 10; t是單元的重復數，并且0 < t < 10; u是單元的重復數，并且2 10; v是單元的重復數，并且10; s+u > 2 ； 2. r+s+t+u+v < 10； t'+t"+t'"=t;以及 當1、111、11^、1'、8、1：、11和￥各自為2或更大時，[]的兩個或更多個結構彼此相同或不同。11. 根據權利要求1至10中任一項所述的單分子，其分子量為l〇〇g/mol至20,000g/mol。12. -種有機太陽能電池，包括： 第一電極； 設置成與所述第一電極相對的第二電極；以及 設置在所述第一電極與所述第二電極之間并且包括光活性層的一個或更多個有機材 料層， 其中所述有機材料層的一個或更多個層包含根據權利要求1至10中任一項所述的單分 子。13. 根據權利要求12所述的有機太陽能電池，其中所述有機材料層包括空穴傳輸層、空 穴注入層、或同時進行空穴傳輸和空穴注入的層，并且所述空穴傳輸層、所述空穴注入層、 或所述同時進行空穴傳輸和空穴注入的層包含所述單分子。14. 根據權利要求12所述的有機太陽能電池，其中所述有機材料層包括電子注入層、電 子傳輸層、或同時進行電子注入和電子傳輸的層;并且所述電子注入層、所述電子傳輸層、 或所述同時進行電子注入和電子傳輸的層包含所述單分子。15. 根據權利要求12所述的有機太陽能電池，其中所述光活性層包含選自電子供體和 電子受體中的一種、兩種或更多種，并且所述電子供體包含所述單分子。16. 根據權利要求15所述的有機太陽能電池，其中所述電子受體選自：富勒烯、富勒烯 衍生物、碳納米管、碳納米管衍生物、浴銅靈、半導體單質、半導體化合物、及其組合。17. 根據權利要求15所述的有機太陽能電池，其中所述電子供體和所述電子受體形成 本體異質結(BHJ)。18. 根據權利要求12所述的有機太陽能電池，其中所述光活性層具有包括η型有機材料 層和Ρ型有機材料層的雙層結構;并且所述Ρ型有機材料層包含所述單分子。
【專利摘要】本說明書提供了單分子和包含其的有機太陽能電池。
【IPC分類】H01L51/46, C07D487/04
【公開號】CN105683193
【申請號】
【發明人】曹根, 李載澈, 裴在順, 李志永, 金填碩, 崔斗煥
【申請人】株式會社Lg化學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年10月17日