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하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지는 이차원 공액 고분자를 전자 도너 물질로 포함하는 태양전지용 활성층 조성물;[화학식 1](상기 화학식 1에서,Y1 및 Y2 는 서로 독립적으로 H, F 또는 Cl 이고,R1 및 R2 는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬, 탄소수 1 내지 30의 알킬티오, 할로겐, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 1 내지 30의 알킬로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 6 내지 20의 아릴로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴이고,상기 헤테로아릴은 N, O, S 및 Se 로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고,n 은 5 내지 2000의 정수이다
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제1항에 있어서,상기 이차원 공액 고분자는 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지용 활성층 조성물;[화학식 2](상기 화학식 2에서,Y1 및 Y2 는 서로 독립적으로 H, F 또는 Cl 이고,R1 및 R2 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 알킬렌이고,n 은 5 내지 2000의 정수이다
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제2항에 있어서,상기 이차원 공액 고분자는 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지용 활성층 조성물;[화학식 3](상기 화학식 3에서,R1 및 R2 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 알킬렌이고,n 은 5 내지 2000의 정수이다
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제2항에 있어서,상기 이차원 공액 고분자는 하기 화학식 4-1 또는 4-2 로 표시되는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지용 활성층 조성물;[화학식 4-1][화학식 4-2](상기 화학식 4-1 및 화학식 4-2에서,n 은 5 내지 2000의 정수이다
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제2항에 있어서,상기 이차원 공액 고분자의 HOMO 에너지 준위는 -5
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제2항에 있어서,상기 이차원 공액 고분자의 전하 이동도는 4
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제2항에 있어서,상기 태양전지용 활성층 조성물은,상기 이차원 공액 고분자 100 중량부 대비, 유기용매 100 내지 50000 중량부, 및 전자 억셉터 물질 10 내지 300 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물
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8
제7항에 있어서,상기 유기용매는 비할로겐 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물
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제8항에 있어서,상기 비할로겐 용매는 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸 아세트아마이드(DMAC), 디메틸술폭사이드(DMSO), 톨루엔 및 알코올 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물
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10
제7항에 있어서,상기 전자 억셉터 물질은 비풀러렌계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물
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11
제10항에 있어서,상기 비풀러렌계 물질은 IT-4F, BTP-4F 및 BTP-4Cl 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물
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팔라듐 촉매 존재 하에서, 하기 화학식 5로 표시되는 화합물과 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 중합 반응시켜, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 이차원 공액 고분자를 제조하는 단계;를 포함하는 태양전지용 활성층 조성물 제조 방법;[화학식 5][화학식 6](상기 화학식 5 및 화학식 6에서,Y1 및 Y2 는 서로 독립적으로 H, F 또는 Cl 이고,R1 및 R2 는 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬, 탄소수 1 내지 30의 알킬티오, 할로겐, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 1 내지 30의 알킬로 치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 6 내지 20의 아릴로 치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬, 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로아릴이고,상기 헤테로아릴은 N, O, S 및 Se 로부터 선택되는 어느 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고,R11 내지 R16 는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬이고,Z1 및 Z2 는 서로 독립적으로 F, Br 또는 I 이고,n 은 5 내지 2000의 정수이다
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제12항에 있어서,상기 반응은 전자 공여 리간드의 존재 하에, 비활성 가스 분위기 하에서 100 내지 250 ℃ 의 온도로 수행하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물 제조 방법
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제13항에 있어서,상기 전자 공여 리간드는 트리(2푸릴)포스핀(P(furyl)3), 트리(o-톨릴)포스핀(P(o-tol)3), 트리페닐포스핀(PPh3), 트리-터트-부틸포스핀(P(t-bu)3) 및 아이오딘화구리(CuI) 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,태양전지용 활성층 조성물 제조 방법
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기판;상기 기판 상에 배치된 제1 전극;상기 제1 전극 상에 배치되고, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 태양전지용 조성물을 포함하는 광활성층; 및상기 광활성층 상에 배치된 제2 전극;을 포함하고,상기 광활성층은 1종의 전자 도너 물질과 1종 이상의 비풀러렌계 전자 억셉터 물질이 혼합된 벌크 이종 접합(bulk binary junction) 또는 벌크 삼종 접합(bulk ternary junction) 구조를 가지는 것인,유기 태양전지
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제15항에 있어서,상기 제1 전극 및 광활성층 사이에 배치되는 정공수송층; 및상기 제2 전극 및 광활성층 사이에 배치되는 전자수송층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,유기 태양전지
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제15항에 있어서,상기 광활성층이 하기 화학식 4-2 로 표시되는 반복단위를 포함하는 1종의 전자 도너 물질과 2종의 비풀러렌계 전자 억셉터 물질이 혼합된 벌크 삼종 접합(bulk ternary junction) 구조를 가지는 경우,상기 광활성층의 두께가 450 nm 이하일 때, 상기 유기 태양전지의 PCE(%) 값은 9
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