[发明专利]有机太阳能电池

说明书

本说明书涉及有机太阳能电池，所述有机太阳能电池包括：第一电极；第二电极；和包括光活性层的一个或更多个有机材料层，其中所述光活性层包含电子供体和电子受体，所述电子供体包含含有由化学式1表示的第一单元、由化学式2表示的第二单元和由化学式3表示的第三单元的聚合物，以及所述电子受体包含基于非富勒烯的化合物。

技术领域

本申请要求于2017年6月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0079706号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及有机太阳能电池。

背景技术

有机太阳能电池是能够通过应用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。根据形成薄膜的材料，太阳能电池被分为无机太阳能电池和有机太阳能电池，并且由于现有的无机太阳能电池已经具有在经济可行性和材料供应方面的限制，因此容易加工、廉价且具有多种功能的有机太阳能电池作为长期替代能源非常受青睐。

对于太阳能电池，重要的是提高效率以便由太阳能输出尽可能多的电能，并且现有的电子受体材料基于富勒烯的化合物具有诸如在可见光区域中具有低的吸收率和具有低的热稳定性的问题。

因此，已经报道了使用基于非富勒烯的化合物作为电子受体材料的有机太阳能电池的许多实例，并且其功率转换效率已经达到约4％至5.9％。然而，基于非富勒烯的化合物目前仅在与特定聚合物组合时表现出有利的效率，因此，发现能够与基于非富勒烯的化合物一起表现出有利的效率的新聚合物已经成为重要的挑战。

发明内容

技术问题

本说明书旨在提供有机太阳能电池。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供了有机太阳能电池，其包括：第一电极；与第一电极相对设置的第二电极；和一个或更多个有机材料层，所述一个或更多个有机材料层设置在第一电极与第二电极之间并且包括光活性层，其中光活性层包含电子供体和电子受体，电子供体包含含有由以下化学式1表示的第一单元、由以下化学式2表示的第二单元和由以下化学式3表示的第三单元的聚合物，电子受体包含基于非富勒烯的化合物。

[化学式1]

[化学式2]

[化学式3]

在化学式1至3中，

X1至X4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，

Y1和Y2彼此相同或不同，并且各自独立地选自CR”、N、SiR”、P和GeR”，

R、R'、R”、Q1至Q4、R1至R4、R10和R11彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烯基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基，

R20和R21彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷氧基；或者经取代或未经取代的芳氧基，

a和b彼此相同或不同，并且各自为1至3的整数，

d和e彼此相同或不同，并且各自为0至3的整数，

当a、b、d或e各自为2或更大时，两个或更多个括号中的结构彼此相同或不同，以及

A1至A4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢、氟或氯，并且A1至A4中的至少一者为氟或氯。