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하기 화학식 1로 나타내는 반복단위를 포함하는 유기반도체 화합물:[화학식 1]상기 화학식 1에서,Pi는 질소, 산소, 황 및 셀레늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고, 탄소수 5 내지 20의 방향족 헤테로 고리 치환기이다
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제 1 항에 있어서,화학식 1로 나타내는 반복단위는 하기 화학식 2로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 유기반도체 화합물:[화학식 2] 화학식 2에서,Pi는 각각 독립적으로 질소, 산소, 황 및 셀레늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고, 탄소수 5 내지 20의 방향족 헤테로 고리 치환기이고,D는 전자 주개 특성을 갖는 분자(p-type molecular) 또는 전자 받개 특성을 갖는 분자(n-type molecular)이다
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제 2 항에 있어서,화학식 1에서 Pi는 탄소수 5 내지 20의 티오펜기, 탄소수 5 내지 20의 셀로노펜기, 탄소수 5 내지 20의 피롤기, 탄소수 5 내지 20의 카바졸기 또는 탄소수 5 내지 20의 티아졸기이며,상기 티오펜기, 셀로노펜기, 피롤기 및 티아졸기에 존재하는 수소 중 어느 하나 이상은 탄소수 1 내지 25의 알킬기, 탄소수 1 내지 25의 알콕시기 또는 탄소수 1 내지 30의 아릴기로 치환 또는 비치환된 것을 특징으로 하는 유기반도체 화합물
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제 1 항에 있어서,전자 주개 특성을 갖는 분자(p-type molecular)는 하기 화학식 3로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기반도체 화합물:[화학식 3]상기 화학식 3에서,X는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 질소, 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이며,R은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 티아노기, 탄소수 1 내지 20의 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된아릴설폭시기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 붕소기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬아민기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 카바졸기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 티오닐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 실릴기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 에스터기 또는 질소, 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기이다
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제 2 항에 있어서,전자 받개 특성을 갖는 분자(n-type molecular)는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기반도체 화합물:[화학식 4]상기 화학식 4에서,X는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 질소, 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨 및 게르마늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이며,R은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 티아노기, 탄소수 1 내지 20의 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴옥시기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴설폭시기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 붕소기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬아민기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아랄킬아민기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 헤테로아릴아민기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 플루오레닐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 카바졸기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 티오닐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 실릴기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알케닐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 에스터기 또는 질소, 산소, 황, 셀레늄, 텔루륨 원자 중 1개 이상을 포함하는 치환 또는 비치환된 방향족 헤테로 고리기이다
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제1항에 따른 유기반도체 화합물을 포함하는 광활성층을 포함하는 유기태양전지
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제 6 항에 있어서,상기 광활성층은 전자 주개(donor)와 전자 받개(acceptor) 물질을 더 포함하는 유기태양전지
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제 7 항에 있어서,상기 전자 주개(donor) 물질은 PTB7(Poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl][3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl]]), PCE10(Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b']dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)]), P3HT(Poly-3-hexylthiophene) 또는 PCE12 (Poly[(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)-benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene))-alt-(5,5-(1',3'-di-2-thienyl-5',7'-bis(2-ethylhexyl)benzo[1',2'-c:4',5'-c']dithiophene-4,8-dione)])을 포함하는 유기태양전지
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제 7 항에 있어서,상기 전자 받개(acceptor) 물질은 PCBM60(Phenyl-C60-butyric acid methyl ester), PCBM70(Phenyl-C70-butyric acid methyl ester), ITIC(3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene)), ITIC-Th(3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(5-hexylthienyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene), 또는 ITIC-4F(3,9-bis(2-methylene-((3-(1,1-dicyanomethylene)-6,7-difluoro)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene)을 포함하는 유기태양전지
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제6항에 있어서,기재; 제1 버퍼층; 광활성층; 제2 버퍼층 및 전극이 순차로 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기태양전지
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제6항에 있어서,에너지 변환효율이 8
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