[发明专利]用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物和使用其的有机太阳能电池的制造方法

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、用于使用其制造有机太阳能电池的方法和由此制造的有机太阳能电池，所述组合物包含：包含由式1表示的第一单元、由式2表示的第二单元、由式3或式4表示的第三单元的聚合物；和非卤素类溶剂。

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10-2018-0028139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用于使用其制造有机太阳能电池的方法。

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为电能的装置。根据构成薄膜的材料，太阳能电池可以被分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。典型的太阳能电池是通过掺杂作为无机半导体的晶体硅(Si)使用p-n结制造的。通过吸收光产生的电子和空穴扩散到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辐照条件下测量时，该效率达到约24％。然而，由于相关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的限制，因此容易加工、廉价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引起关注。

对于太阳能电池，重要的是提高效率以由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，但将产生的电荷吸引到外部而没有损失也很重要。电荷损失的原因之一是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没有损失，但在大多数情况下需要另外的过程，并因此制造成本可能增加。

发明内容

技术问题

本说明书提供了用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物、用于使用所述组合物制造有机太阳能电池的方法和由此获得的有机太阳能电池。

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：聚合物，所述聚合物包含由下式1表示的第一单元、由下式2表示的第二单元和由下式3或式4表示的第三单元；以及非卤素类溶剂。

[式1]

[式2]

[式3]

[式4]

在式1至式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。