[发明专利]化合物和包含其的有机太阳能电池

说明书

本说明书提供了包含由式1表示的单元的化合物和包含所述化合物的有机太阳能电池。

技术领域

本申请要求于2017年5月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0064106号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及化合物和包含其的有机太阳能电池。

背景技术

有机太阳能电池是可以通过应用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。根据构成薄膜的材料，太阳能电池可以分成无机太阳能电池和有机太阳能电池。典型的太阳能电池是通过掺杂晶体硅(Si)(其为无机半导体)经由p-n结而制成的。通过吸收光产生的电子和空穴扩散至p-n结点，并且在被电场加速的同时移动至电极。该过程中的功率转换效率被定义为供给至外电路的电功率与进入太阳能电池的太阳能功率之比，并且当在目前标准化的虚拟太阳照射条件下测量时，该效率达到约24％。然而，由于现有技术中的无机太阳能电池已经显示出在经济可行性以及材料需求和供应方面受到限制，因此容易加工且廉价并且具有多种功能性的有机半导体太阳能电池作为长期替代能源已成为焦点。

对于太阳能电池，重要的是提高效率以便从太阳能输出尽可能多的电能。为了提高太阳能电池的效率，重要的是在半导体内部产生尽可能多的激子，但是将产生的电荷拉到外部而不损失也很重要。电荷损失的原因之一是所产生的电子和空穴由于复合而损耗。已经提出了多种方法来将产生的电子和空穴传递至电极而不损失，但是在大多数情况下需要额外的过程，并因此可能增加制造成本。

发明内容

技术问题

本说明书的目的是提供化合物和包含其的有机太阳能电池。

技术方案

本说明书的一个示例性实施方案提供了包含由下式1表示的单元的化合物。

[式1]

在式1中，

Ar1为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，

Ar2为经取代或未经取代的亚烷基；经取代或未经取代的亚环烷基；经取代或未经取代的亚芳基；或者经取代或未经取代的二价杂环基，

R1至R3彼此相同或不同，并且各自独立地为烷基，

a为1至5的整数，

当a为2或更大时，Ar2彼此相同或不同，

n为1至10000的整数，以及

m为1或2。

本说明书的另一个示例性实施方案提供了一种有机太阳能电池，其包括：第一电极；

设置成面向所述第一电极的第二电极；和

具有一个或更多个层的有机材料层，所述有机材料层设置在所述第一电极与所述第二电极之间并且包括光活性层，

其中所述有机材料层的一个或更多个层包含所述化合物。

有益效果

本说明书的化合物可以用作用于有机太阳能电池的有机材料层的材料，并且包含其的有机太阳能电池可以在开路电压和短路电流增加和/或效率提高等方面表现出优异的特性。

根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物通过将大体积的烷基链引入侧链中而具有改善的溶解度，并因此可以与另外的材料以混合物使用，并且具有改善的结晶度，而且在制造器件期间的时间和/或成本方面具有经济优势。

附图说明

图1是示出根据本说明书的一个示例性实施方案的有机太阳能电池的图。