[发明专利]用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物和有机太阳能电池

说明书

本说明书涉及用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物以及包含所述组合物的有机太阳能电池，所述组合物包含电子供体，所述电子供体包含聚合物，所述聚合物包含由化学式1表示的第一单元、由化学式2表示的第二单元、和由化学式3或4表示的第三单元；以及非富勒烯类电子受体。

技术领域

本申请要求于2018年3月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0028135号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物和有机太阳能电池。

背景技术

有机太阳能电池是能够通过应用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件。根据形成薄膜的材料，太阳能电池分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。典型的太阳能电池通过掺杂晶体硅(Si)(无机半导体)来利用p-n结制造。通过吸收光而产生的电子和空穴向p-n结点扩散，被电场加速，迁移至电极。该过程的功率转换效率限定为给予外电路的功率与进入太阳能电池的太阳能功率的比率，并且当在目前标准化的虚拟太阳照射条件下测量时，该比率已实现高至约24％。然而，现有的无机太阳能电池在经济可行性和材料供应方面受到限制，因此容易加工、廉价且具有多种功能的有机材料半导体太阳能电池作为长期替代能源已受到高度青睐。

对于太阳能电池，重要的是提高效率，使得由太阳能输出尽可能多的电能。为了提高这样的太阳能电池的效率，在半导体内产生尽可能多的激子是重要的，然而，将所产生的电荷带出到外部而不损失同样重要。电荷损失的原因之一是所产生的电子和空穴由于再结合而损耗。已经提出了多种方法用于将所产生的电子或空穴递送至电极而不损失，然而，大多数方法都需要额外的过程，并因此制造成本可能增加。

发明内容

技术问题

本说明书涉及提供用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物和包含该组合物的有机太阳能电池。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供了一种用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物，所述组合物包含电子供体，所述电子供体包含聚合物，所述聚合物包含由以下化学式1表示的第一单元、由以下化学式2表示的第二单元、和由以下化学式3或4表示的第三单元；以及非富勒烯类电子受体。

[化学式1]

[化学式2]

[化学式3]

[化学式4]

在化学式1至4中，

X1至X6彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR'、NR、O、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se或Te，

Y1和Y2彼此相同或不同，并且各自独立地为CR”、N、SiR”、P或GeR”，

A1和A2彼此相同或不同，并且各自独立地为卤素基团，

Cy1为经取代或未经取代的杂环，

Q1和Q2彼此相同或不同，并且各自独立地为O或S；以及

R、R'、R”和R1至R8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；经取代或未经取代的芳基硫基；经取代或未经取代的烷基磺酰基；经取代或未经取代的芳基磺酰基；经取代或未经取代的烯基；经取代或未经取代的胺基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。