二苯并[b]呋喃化合物、光電轉(zhuǎn)換材料和光電轉(zhuǎn)換元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供提供一種容易制造、在高分子骨架內(nèi)具有高平面性的p型有機半導體材料以及使用了該p型有機半導體材料的具有高光電轉(zhuǎn)換效率的光電轉(zhuǎn)換材料、光電轉(zhuǎn)換層、光電轉(zhuǎn)換元件和有機薄膜太陽能電池。具體來說，本發(fā)明提供具有至少一個下述式（1）或（2）表示的構(gòu)成單元的二苯并[b]呋喃化合物以及將該化合物用于p型有機半導體材料的光電轉(zhuǎn)換材料、光電轉(zhuǎn)換層、光電轉(zhuǎn)換元件和有機薄膜太陽能電池。下述式中，R13和R14表示氫原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、可被取代的烴基、可被取代的烴氧基或可被取代的雜環(huán)基。
【專利說明】二苯并[b]呋喃化合物、光電轉(zhuǎn)換材料和光電轉(zhuǎn)換元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有特定的結(jié)構(gòu)的新型P型有機半導體材料以及使用了該P型有機半導體材料的光電轉(zhuǎn)換材料和光電轉(zhuǎn)換元件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，正在積極討論能夠持續(xù)利用、資源不會枯竭、環(huán)境污染小的太陽能電池(太陽光發(fā)電)。太陽能電池大致分為Si系或非Si系的無機系太陽能電池和染料敏化型或有機薄膜型的有機系太陽能電池。無機系太陽能電池一般光電轉(zhuǎn)換效率高，但是需要高真空，或者需要高溫熱處理，因此有制造成本高這樣的缺點。而有機系太陽能電池能夠利用涂布法或印刷法等制膜，因此制造成本低，能夠大面積制膜。另外，有機系太陽能電池作為優(yōu)點還可以列舉出與無機系太陽能電池相比能夠減輕元件。特別是，有機薄膜型的太陽能電池由于印刷法優(yōu)異，也容易在薄膜等上制膜，因此認為其還能容易地制造柔軟的太陽能電池。
[0003]但是，有機系太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率大多較低，因此高光電轉(zhuǎn)換效率化成為問題。
[0004]目前，作為可以得到有機薄膜型的太陽能電池中的高光電轉(zhuǎn)換效率的材料，可以列舉出:由P型有機半導體材料P3HT〔聚(3-己基噻吩)〕與η型有機半導體材料PCBM〔[6，6]-苯基461-丁酸甲酯〕的混合材料構(gòu)成的`本體異質(zhì)結(jié)(參見非專利文獻I等)。另外，作為P型有機半導體材料，有時也使用并五苯等低分子化合物，但是一般認為高分子型的材料適合于通過涂布來制造元件，其低成本化及大畫面化容易。
[0005]作為要求P型有機半導體材料所具有的特點，可以列舉出在材料中具有平面性高的η共軛平面。這是因為能夠期待高η-η相互作用及高載流子輸送效率，從而能夠提供高光電動勢。
[0006]專利文獻I~3中公開了高分子型的P型有機半導體。
[0007]但是，還希望有機系太陽能電池進一步提高光電轉(zhuǎn)換效率。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:美國專利申請公開第2008/0083455號說明書
[0011]專利文獻2:日本特開2009-158921號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2011-116962號公報
[0013]非專利文獻
[0014]非專利文獻I:F.Padinger, et al., Adv.Funct.Mater., 13, 85 (2003)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的問題
[0016]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種容易制造、在高分子骨架內(nèi)具有高平面性的P型有機半導體材料。
[0017]另外，本發(fā)明的目的在于提供使用了上述P型有機半導體材料的具有高光電轉(zhuǎn)換效率的光電轉(zhuǎn)換材料、光電轉(zhuǎn)換層、光電轉(zhuǎn)換兀件和有機薄膜太陽能電池。
[0018]用于解決問題的手段
[0019]本發(fā)明的
【發(fā)明者】們進行了反復深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):具有特定結(jié)構(gòu)的二苯并[b]呋喃化合物容易制造且制造成本低，而且溶解性優(yōu)異，因此若作為P型有機半導體材料使用，則能夠容易地制造光電轉(zhuǎn)換層。本發(fā)明的
【發(fā)明者】們進一步進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):具有該光電轉(zhuǎn)換層的光電轉(zhuǎn)換元件顯示出高載流子遷移率，能夠解決上述問題。
[0020]本發(fā)明是基于上述見解而進行的，提供具有至少一個下述式(I)或(2)表示的構(gòu)成單元的新型二苯并[b]呋喃化合物(以下，也稱為第一種二苯并[b]呋喃化合物)。
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種二苯并[b]呋喃化合物，其具有至少一個下述式(I)或(2)表示的構(gòu)成單元，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二苯并[b]呋喃化合物，其具有至少一個所述式(I)或(2)表示的構(gòu)成單元和至少一個選自下述組Y或組Z中的構(gòu)成單元，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二苯并[b]呋喃化合物，其由下述通式(3)或(4)表示，
4.一種光電轉(zhuǎn)換材料，其含有(A)包含權(quán)利要求1~3中任一項所述的二苯并[b]呋喃化合物中的至少一種的P型有機半導體材料和(B) η型有機半導體材料。
5.一種光電轉(zhuǎn)換層，其是將權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換材料制膜而得到的。
6.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其具有權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換層。
7.—種有機薄膜太陽能電池,其具有權(quán)利要求6所述的光電轉(zhuǎn)換兀件。
8.一種二苯并[b]呋喃化合物，其由下述通式(BI)或(B2)表示，
【文檔編號】C08G61/12GK103889990SQ201280039290
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月24日
【發(fā)明者】長谷川峰樹, 矢野亨, 谷內(nèi)亮 申請人:株式會社艾迪科