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하기 화학식 1의 단위를 포함하는 공중합체:[화학식 1]상기 화학식 1에 있어서, Ar1은 및 Ar2는 각각 2가기로서, Ar1의 HOMO (highest occupied molecular orbital) 에너지 준위는 Ar2의 HOMO 에너지 준위 보다 작은 절대값을 갖고, Ar2의 LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위는 Ar1의 LUMO 에너지 준위 보다 큰 절대값을 가지며, Het1 및 Het2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이며, 점선 은 상호작용을 의미한다
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하기 화학식 2 또는 3의 단위를 포함하는 공중합체:[화학식 2]상기 화학식 2에 있어서, Ar은 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 탄화수소고리기이고, X1 및 X2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 CRR', SiRR', GeRR', NR, S, O 또는 Se이며, Y2 및 Y3는 서로 같거나 상이하고, 수소, 중수소, 할로겐기, CN, OR, SR, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시, 치환 또는 비치환된 아릴이며, Y1, Y4 및 Y5는 서로 같거나 상이하고, 수소, 중수소, 중수소, 할로겐기, CN, OR, SR, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기, 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기, 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되고, R, R' 및 R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되거나 인접한 치환기와 결합하여 방향족 탄화수소기 또는 방향족 헤테로고리기를 형성한다
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청구항 2에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-10으로 표시되는 것인 공중합체:[화학식 2-10]상기 화학식 2-10에 있어서, Z1 및 Z2는 N이고, a는 0 또는 1이고, Z3는 a가 1일 때 N 또는 CR이고, a가 0일 때 NR, S, O 또는 Se이며, R 및 R7은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 이미드기; 아미드기; 히드록시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 시클로알킬기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 아릴옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기; 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기; 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기; 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 실릴기; 치환 또는 비치환된 붕소기; 치환 또는 비치환된 알킬아민기; 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기; 치환 또는 비치환된 아릴아민기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 그외 치환기의 정의는 화학식 2에 기재한 바와 같다
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청구항 3에 있어서, 상기 화학식 2-10는 하기 화학식 2-12로 표시되는 것인 공중합체:[화학식 2-12]상기 화학식 2-12에 있어서, 치환기의 정의는 화학식 2-10에 기재한 바와 같다
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청구항 4에 있어서, 상기 화학식 2-12는 하기 화학식 2-19 또는 2-20으로 표시되는 것인 공중합체:[화학식 2-19][화학식 2-20]상기 화학식 2-19 및 2-20에 있어서, Y6는 Y1과 같거나 상이하고, Y6는 OR 또는 SR이고, R 및 R6는 수소, 중수소, 중수소, 할로겐기, CN, OR, SR, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기, 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기, 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되거나 인접한 치환기와 결합하여 방향족 탄화수소기 또는 방향족 헤테로고리기를 형성하고, m은 0 내지 2의 정수이며,그외 치환기의 정의는 화학식 2-12에 기재한 바와 같다
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청구항 3에 있어서, 상기 화학식 2-10는 하기 화학식 2-14로 표시되는 것인 공중합체: [화학식 2-14]상기 화학식 2-14에 있어서, 치환기의 정의는 화학식 2-10에 기재한 바와 같다
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청구항 6에 있어서, 상기 화학식 2-14는 하기 화학식 2-24 또는 2-25으로 표시되는 것인 공중합체:[화학식 2-24] [화학식 2-25]상기 화학식 2-24 및 2-25에 있어서, Y6는 Y1과 같거나 상이하고, Y6는 OR 또는 SR이고, R 및 R6는 수소, 중수소, 중수소, 할로겐기, CN, OR, SR, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 알킬티옥시기, 치환 또는 비치환된 아릴티옥시기, 치환 또는 비치환된 알킬술폭시기, 치환 또는 비치환된 아릴술폭시기, 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군으로부터 선택되거나 인접한 치환기와 결합하여 방향족 탄화수소기 또는 방향족 헤테로고리기를 형성하고, m은 0 내지 2의 정수이며,그외 치환기의 정의는 화학식 2-14에 기재한 바와 같다
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8
하기 구조식들로 표시되는 반복단위들 중 적어도 하나를 포함하는 공중합체:
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9
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공중합체의 수평균 분자량은 500 g/mol 내지 1,000,000 g/mol인 공중합체
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10
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공중합체의 분자량 분포는 1 내지 100인 공중합체
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11
제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하고, 상기 유기물층 중 1층 이상은 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지
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12
청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 정공 수송층, 정공 주입층 또는 정공 수송과 정공 주입을 동시에 하는 층은 상기 공중합체를 포함하는 유기 태양 전지
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13
청구항 11에 있어서, 상기 유기물층은 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층을 포함하고, 상기 전자주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입과 전자 수송을 동시에 하는 층은 상기 공중합체를 포함하는 유기 태양 전지
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14
청구항 1에 있어서, 상기 광활성층은 전자 주개 및 전자 받개로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 포함하고, 상기 전자 주개는 상기 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지
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청구항 14에 있어서, 상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성하는 것인 유기 태양 전지
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청구항 11에 있어서, 상기 광활성층은 n 형 유기물층 및 p 형 유기물층을 포함하는 이층 박막(bilayer) 구조이며, 상기 p형 유기물층은 상기 공중합체를 포함하는 것인 유기 태양 전지
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청구항 11에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 정공주입층, 정공수송층, 정공차단층, 전하발생층, 전자차단층, 전자주입층 및 전자수송층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 유기물층을 더 포함하는 것인 유기 태양 전지
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