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전자주개(electron donor)인 파이공액 고분자(π-conjugated polymer);전자받개(electron acceptor)인 파이공액 단분자(π-conjugated monomer); 및구조식 3으로 표시되는 화합물;을 포함하는 조성물:[구조식 3]상기 구조식 3에서,R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기 또는 C3 내지 C30 분쇄형 알킬기이고,R3은 이고,q는 0 내지 3의 정수 중 어느 하나이고,X1 및 X2는 각각 황 원자이고,Y1 및 Y2는 각각 불소 원자이고,n은 반복단위 반복수이고,구조식 3으로 표시되는 화합물의 수평균 분자량은 3,000 내지 1,000,000이다
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제1항에 있어서,상기 파이공액 고분자가 치환 또는 비치환된 벤조디티오펜(benzodithiophene); 및치환 또는 비치환된 티에노티오펜(thienothiophene), 치환 또는 비치환된 티오펜기 및 치환 또는 비치환된 벤조디티오펜 디온(benzodithiophene dione)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상;을 포함하는 공중합체이고,상기 치환에 해당하는 치환기는 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, C3 내지 C30 분쇄형 알킬기, C1 내지 C30 직쇄형 알킬 옥시기, C3 내지 C30 분쇄형 알킬옥시기, C5 내지 C30 아릴 옥시기, C2 내지 C30 헤테로아릴 옥시기, 티오펜기, C1 내지 C30 직쇄형 알킬 티오펜기, C3 내지 C30 분쇄형 알킬 티오펜기, C5 내지 C30 아릴 티오펜기, C2 내지 C30 헤테로아릴 티오펜기, 옥소기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
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제1항에 있어서,상기 파이공액 고분자가 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}) (PTB7), Poly([2,6'-4,8-di(5-ethylhexylthenyl)benzo[1,2-b;3,3,-b]dithiophene]{3-fluoro-2[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl}) (PTB7-Th), 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))] (PBDB-T), Poly[(5,6-difluoro-2,1,3-benzothiadiazol-4,7-diyl)-alt-(3,3'''-di(2-octyldodecyl)-2,2';5',2'';5'',2'''-quaterthiophen-5,5'''-diyl)] (PffBT4T-2OD) 및 Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-co-4,8-di(thien-2-yl)-6-octyl-2-octyl-5H-pyrrolo[3,4-f]benzotriazole-5,7(6H)-dione] (PTzBI)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
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제1항에 있어서,상기 파이공액 단분자가 치환 또는 비치환된 3-(Dicyanomethylidene)indan-1-one을 단분자의 말단 중 하나 이상에 치환하고, 상기 치환에 해당하는 치환기는 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기, C3 내지 C30 분쇄형 알킬기, C1 내지 C30 직쇄형 알킬 옥시기, C3 내지 C30 분쇄형 알킬옥시기, C5 내지 C30 아릴 옥시기, C2 내지 C30 헤테로아릴 옥시기, 티오펜기, C1 내지 C30 직쇄형 알킬 티오펜기, C3 내지 C30 분쇄형 알킬 티오펜기, C5 내지 C30 아릴 티오펜기, C2 내지 C30 헤테로아릴 티오펜기, 옥소기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
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제1항에 있어서,상기 파이공액 단분자가 ITIC, IT-M, IT-DM, IT-4F, IHIC, IDIC, IEICO-4F 및 Y6로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
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제1항에 있어서,상기 조성물이 파이공액 고분자 100중량부를 기준으로 상기 파이공액 단분자를 100 내지 200중량부 포함하고,상기 조성물이 파이공액 고분자 및 파이공액 단분자 전체 함량 100중량부를 기준으로 상기 구조식 1로 표시되는 화합물을 1 내지 40중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물
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제1항에 있어서,상기 조성물이 유기 태양전지의 광활성층에 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물
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제1 전극;상기 제1 전극 상에 형성된 전자 전달층;상기 전자 전달층 상에 형성되고, 전자주개(electron donor)인 파이공액 고분자(π-conjugated polymer), 전자받개(electron acceptor)인 파이공액 단분자(π-conjugated monomer) 및 구조식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 광활성층;상기 광활성층 상에 형성된 정공 전달층; 및상기 정공 전달층 상에 형성된 제2 전극;을 포함하는 유기 태양전지:[구조식 3]상기 구조식 3에서,R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기 또는 C3 내지 C30 분쇄형 알킬기이고,R3은 이고,q는 0 내지 3의 정수 중 어느 하나이고,X1 및 X2는 각각 황 원자이고,Y1 및 Y2는 각각 불소 원자이고,n은 반복단위 반복수이고,구조식 3으로 표시되는 화합물의 수평균 분자량은 3,000 내지 1,000,000이다
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제11항에 있어서,상기 유기 태양전지는 상기 전자주개인 파이공액 고분자와 전자받개인 파이공액 단분자가 혼합된 벌크-이종접합(Bulk heterojunction, BHJ) 구조인 것을 특징으로 하는 유기 태양전지
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제11항에 있어서,상기 제1 전극이 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드 (AZO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드 (IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 태양전지
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제11항에 있어서,상기 전자 전달층이 ZnO, Polyethyleneimine(PEIE), LiF, TiOx, TiO2, CsCO3 및 Ca로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 태양전지
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제11항에 있어서,상기 정공 전달층이 몰리브데늄옥사이드(Molybdenum oxide, MoO2, MoO3), 피닷피에스에스(PEDOT:PSS, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), 텅스텐옥사이드(WO3), 니켈옥사이드(Nickel oxide) 및 세륨 도핑된 텅스텐옥사이드(CeWO3)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 태양전지
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제11항에 있어서,상기 제2 전극이 Ag, Au, Al, Fe, Ag, Cu, Cr, W, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 태양전지
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(a) 제1 전극 상에 전자 전달층을 형성하는 단계;(b) 상기 전자 전달층 상에 전자주개(electron donor)인 파이공액 고분자(π-conjugated polymer), 전자받개(electron acceptor)인 파이공액 단분자(π-conjugated monomer) 및 구조식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 혼합용액을 코팅하여 광활성층을 형성하는 단계;(c) 상기 광활성층 상에 정공 전달층을 형성하는 단계; 및(d) 상기 정공 전달층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 태양전지의 제조방법:[구조식 3]상기 구조식 3에서,R1 및 R2는 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 C1 내지 C30 직쇄형 알킬기 또는 C3 내지 C30 분쇄형 알킬기이고,R3은 이고,q는 0 내지 3의 정수 중 어느 하나이고,X1 및 X2는 각각 황 원자이고,Y1 및 Y2는 각각 불소 원자이고,n은 반복단위 반복수이고,구조식 3으로 표시되는 화합물의 수평균 분자량은 3,000 내지 1,000,000이다
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