[发明专利]共聚物以及使用该共聚物的有机太阳能电池

说明书

技术领域

本说明书涉及一种共聚物以及包含该共聚物的有机太阳能电池。

本申请要求在韩国知识产权局于2012年12月10日提交的韩国专利申请No.10-2012-0143044的优先权及权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本说明书中。

背景技术

有机太阳能电池是一种能够利用光生伏打效应直接将太阳能转换为电能的装置。根据形成薄膜的材料，可以将太阳能电池分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。典型的太阳能电池通过掺混无机半导体即晶体硅(Si)的p-n结而制得。通过光吸收产生的电子和电洞扩散至p-n结点，并通过电场加速而向电极移动。这个过程中的能量转换效率定义为供给至外电路的电能与进入太阳能电池的太阳能之比，并且在当前标准化的假定太阳照射条件下测量时，效率已达到约24％。然而，现有的无机太阳能电池在经济可行性和材料供求上已经显示出局限，因此，有机半导体太阳能电池由于容易制备、低成本和多种功能性而作为长期替代能源成为了焦点。

对于太阳能电池而言，重要的是提高效率，从而尽量多地由太阳能输出电能。为了提高这种太阳能电池的效率，重要的是在半导体内部产生尽可能多的激子，然而将所产生的电荷无损耗地牵引至外部也同样重要。造成电荷损耗的原因之一，是产生的电子和电洞由于重新结合而耗散。已经提出了多种方法来将产生的电子和电洞无损耗地输送至电极，然而，在多数情况下都需要额外的过程，因此制备的成本会提高。

发明内容

技术问题

本说明书的目的是提供一种共聚物以及包含该共聚物的有机太阳能电池，所述共聚物具有优异的电性能和优异的光电转换效率。

技术方案

在本说明书的一个实施方案中，提供一种共聚物，该共聚物包含：由下面化学式1至3中任意一种表示的A单元；由下面化学式4表示的B单元；和由下面化学式5表示的C单元。

在化学式1至5中，

w、x、y和z各自为0至2的整数，

X₁至X₆以及X₂'彼此相同或不同，并且各自独立地选自CRR'、NR、O、SiRR'、PR、S、GeRR'、Se和Te中，

Y₁至Y₃彼此相同或不同，并且各自独立地选自CR、N、SiR、P和GeR中，

R和R'彼此相同或不同，并且各自独立地选自氢；氘；卤基；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的环烷基；取代或未取代的烷氧基；取代或未取代的芳氧基；取代或未取代的烷基硫氧基(alkylthioxy group)；取代或未取代的芳基硫氧基(arylthioxy group)；取代或未取代的烷基亚砜基(alkyl sulfoxide group)；取代或未取代的芳基亚砜基(aryl sulfoxide group)；取代或未取代的烯基；取代或未取代的甲硅烷基；取代或未取代的硼基；取代或未取代的烷基胺基(alkylamine group)；取代或未取代的芳烷基胺基(aralkylamine group)；取代或未取代的芳基胺基(arylamine group)；取代或未取代的杂芳基胺基(heteroarylamine group)；取代或未取代的芳基；取代或未取代的芴基；取代或未取代的咔唑基；以及取代或未取代的包含N、O和S原子中一种或多种的杂环基中，或者两个相邻取代基彼此连接而形成烃环或杂环，

R₁至R₄以及R₇彼此相同或不同，并且各自独立地选自氢；氘；卤基；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的环烷基；取代或未取代的烷氧基；取代或未取代的芳氧基；取代或未取代的烷基硫氧基；取代或未取代的芳基硫氧基；取代或未取代的烷基亚砜基；取代或未取代的芳基亚砜基；取代或未取代的烯基；取代或未取代的甲硅烷基；取代或未取代的硼基；取代或未取代的烷基胺基；取代或未取代的芳烷基胺基；取代或未取代的芳基胺基；取代或未取代的杂芳基胺基；取代或未取代的芳基；取代或未取代的芴基；取代或未取代的咔唑基；以及取代或未取代的包含N、O和S原子中一种或多种的杂环基中，或者两个相邻取代基彼此连接而形成烃环或杂环，