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JP2014508196A - 有機光起電力素子及びその製造方法 - Google Patents

有機光起電力素子及びその製造方法 Download PDF

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JP2014508196A JP2013548918A JP2013548918A JP2014508196A JP 2014508196 A JP2014508196 A JP 2014508196A JP 2013548918 A JP2013548918 A JP 2013548918A JP 2013548918 A JP2013548918 A JP 2013548918A JP 2014508196 A JP2014508196 A JP 2014508196A
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Abstract

有機光起電力(OPV)素子が提供される。OPV素子は、少なくとも1つの光起電力層を含み、前記層は、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマー及び少なくとも1種の安定化剤を含む混合物を含み、その際、該安定化剤はUV吸収剤及び抗ラジカル剤からなる群から選択される。好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のDPPポリマーとを含む、混合物は、OPV素子の製品寿命を増大させるために及び少なくとも1種のDPPポリマーがOPV素子の製造の間に分解するのを防ぐために使用できる。

Description

発明の詳細な説明
本発明は、少なくとも1つの光起電力層を含む有機光起電力(OPV)素子であって、前記層が、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーと少なくとも1種の安定化剤とを含む混合物を含み、その際、前記安定化剤が、好ましくはUV吸収剤及び抗ラジカル剤からなる群から選択される、前記素子に関し;更に、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のDPPポリマーとを含む混合物を、少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有するOPV素子の製品寿命を増大させるために用いる使用に関し、又は好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のDPPポリマーとを含む混合物を、少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有するOPV素子の製造中に少なくとも1種のDPPポリマーが分解するのを防ぐために用いる使用に関する。
光起電力層として有機半導体層を含有する有機光起電力(OPV)素子の一般的な問題は、例えば、酸素及び/又は(太陽)光(例えば、Neugebauerら、太陽エネルギーMat. & Solar Cells 61 [2000] 35)との直接接触による前記層の分解である。この有機半導体層が分解するのを防ぐために、適した保護材料を前記有機半導体層の上に適用することが通常の方法である。しかしながら、かかる保護材料がかかる有機半導体層の上に適用される条件は、多くの場合、非常に厳しく、且つ保護材料の適用の間に有機半導体材料を損傷させ、従って少なくとも部分的に有機材料の半導体特性を失うリスクがかなりある。
前記有機半導体材料に関する限り、DPPポリマーは、エネルギー変換、電界効果移動、良好なオン/オフ電流比、及び安定性における高い効率などの優れた特性を示す。更に、これらのポリマーは、有機溶媒において優れた溶解性、さらには優れた皮膜形成能を有する。あるDPPポリマーは、例えば、WO2008/000664A1号、WO2010/049321A1号、又はWO2010/049323A1号に記載されている。特に、WO2008/000664A1号は、OPV装置におけるDPPポリマーの使用を開示しているが、この文献は、DPPポリマーが分解するのを防ぐための特殊な安定化剤を含むOPV素子については触れていない。
従って、本発明の課題は、一方で、優れた製品寿命を示すOPV素子を提供し、他方で、有機半導体材料を少なくとも部分的に破壊する上記のリスクのない生産を可能にすることである。
本発明によれば、DPPポリマー、対応する光電池又はかかる層を含有する素子を含む又はそれらからなる光起電力層が、驚くことに、少なくとも1種の安定化剤がDPPポリマーを含む光活性層に混合される間、光電活性が保持される点で、照射及び/又は酸化による分解から保護され得ることが見出された。それゆえに、保護材料を、既存のDPPポリマー層、即ち、DPPポリマーを含む又はそれからなる光起電力層の上に適用する代わりに、少なくとも1種の安定化剤と少なくとも1種のポリマーとの混合物を、少なくともOPV素子の光起電力層の成分として使用してよい。
従って、本発明は、少なくとも1つの光起電力層を含む有機光起電力(OPV)素子であって、前記層が、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーと少なくとも1種の安定化剤を含む混合物を含む前記素子に関する。
更に、本発明は、有機光起電力(OPV)素子の製造方法であって、
(aa)少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマー、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤、及び好ましくは少なくとも1種の電子受容体材料を提供する工程;
(bb)アノードが適用される、任意に、アノードの上に、平坦化層が適用される基材を提供する工程;
(cc)(aa)で提供された化合物と少なくとも1種の好適な溶媒とを混合する工程;
(dd)(cc)から得られた混合物を、アノードの上に、任意に平坦化層の上に適用する工程
を含む、前記製造方法に関する。
更に、本発明は、少なくとも1つの光起電力層中に混合物を含有する有機光起電力(OPV)素子の製品寿命を増大させるための、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤、及び少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーを含む混合物の使用に関する。
また更に、本発明は、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーとを含む混合物を、少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有するOPV素子の製造中に少なくとも1種のDPPポリマーが分解するのを防ぐために用いる使用に関する。
安定化剤
「安定化剤」との用語は、有機ポリマー技術の分野で一般に知られる意味を有し且つ一般に照射及び/又は酸化による分解から保護する薬剤を意味する;Plastics Additives Handbook, H. Zweifel (編), 第5版, Hanser 2001の「酸化防止剤」及び「光安定剤」の章を参照されたい。本発明に従って使用される少なくとも1種の安定化剤に関する限り、少なくとも1種のDPPポリマーの所望の安定化が達成されるという条件で、特定の制限は存在しない。安定化剤自体は、一般に導電性、半導体特性、光電的特性を有していない。安定化剤は、しばしば、UV吸収材(即ち、UV吸収剤)又は抗ラジカル剤として分類される。UV吸収材は、一般に高い吸光係数(通常、保護されるべき材料のうちの1種よりも高い)を有し且つ吸収された照射エネルギーが熱に変換されるので、その作用の間に分解しない。抗ラジカル剤は、一般に、ラジカル捕捉剤(ラジカルスカベンジャー)又は酸化防止剤のいずれかである。ヒンダードフェノールなどの酸化防止剤は、主に、それ自体が活性中に酸化する還元剤(H供与体)として作用する。ラジカル捕捉剤、例えば、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)は更に効果を示す;同様にUV吸収剤、HALSは一般にそれらの活性を複数のサイクルにわたって保持する。考えられる安定化剤は、従って、例えば、UV吸収剤及び抗ラジカル剤、例えば、ヒンダードフェノール又はHALSである。
ヒンダードアミン、例えば、ヒンダードアミン光安定化剤(HALS)、ヒンダードニトロキシル化合物又はヒンダードヒドロキシルアミン化合物又はその塩は、一般に以下の構造
Figure 2014508196
(式中、例えば、RはH又は有機残基、例えば、アルキル又はアルコキシ(例えば、1〜20個の炭素原子)であり;A及びAは独立して1〜4個の炭素原子のアルキルであるか又は一緒にペンタメチレンであり、Z及びZは、例えば、それぞれメチルであり、又はZ及びZは一緒に連結部分を形成し、これは更にエステル、エーテル、ヒドロキシ、オキソ、シアノヒドリン、アミド、アミノ、カルボキシ又はウレタン基によって置換されてよく、hは正の電荷の数であり、jは負の電荷の数であり、Xは無機又は有機アニオンであり、ここでカチオンhの全荷電はアニオンjの全荷電に等しい)
に合致する。
更に抗ラジカル剤は、ベンゾフラノン化合物、例えば、以下の構造
Figure 2014508196
(式中、例えば、Gは水素、C〜C22アルキル;C〜C22アルキルチオ;C〜C22アルキルチオアルキル;C〜Cシクロアルキル;フェニル;C〜Cフェニルアルキル;又はSOMであり;GはC〜C22アルキル;C〜Cシクロアルキル;フェニル;又はC〜Cフェニルアルキルであり;G及びGはそれぞれ互いに独立して水素;又はC〜C22アルキルであり;且つaは0、1、又は2である)
の化合物である。
有用なUV吸収剤は、例えば、2−ヒドロキシベンゾフェノン誘導体のような好適なベンゾフェノン誘導体、2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体のような好適なベンゾトリアゾール誘導体、又は2−ヒドロキシフェニルトリアジン誘導体のような好適なヒドロキシフェニルトリアジン誘導体である。
更に有用な酸化防止剤としては、以下に更に詳細に記載される、ヒンダードフェノールが挙げられる。
好ましくは、本発明によれば、安定化剤は、UV吸収剤及び抗ラジカル剤からなる群から選択される。更に好ましくは、抗ラジカル剤はヒンダードフェノールである。
本発明の好ましい実施態様によれば、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマー及び少なくとも1種の安定化剤を含む混合物は、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)不含である、好ましくはヒンダードアミン不含であり、前記混合物は、有機光起電力(OPV)素子中に含まれる少なくとも1つの光起電力層中に含まれている。
UV吸収剤
本発明によって使用される好ましいUV吸収剤は、ヒドロキシベンゾフェノン誘導体、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体、シュウ酸アニリド誘導体、ヒドロキシフェニルトリアジン誘導体、及び2種以上のそれらの混合物からなる群から選択される。更に好ましくは、本発明によって使用されるUV吸収剤は、ヒドロキシベンゾフェノン誘導体、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体、ヒドロキシフェニルトリアジン誘導体、二種以上のそれらの混合物からなる群から選択される。更に一層好ましくは、本発明によって使用されるUV吸収剤は、2−ヒドロキシベンゾフェノン誘導体、2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体、2−ヒドロキシフェニルトリアジン誘導体、2種以上のそれらの混合物からなる群から選択される。
従って、本発明は、上記のOPV素子であって、UV吸収剤が
以下の式I
Figure 2014508196
の2−ヒドロキシベンゾフェノンであり;
以下の式IIa、IIb又はIIc
Figure 2014508196
Figure 2014508196
の2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールであり;
以下の式III
Figure 2014508196
の2−ヒドロキシフェニルトリアジンであり;
以下の式(IV)
Figure 2014508196
のオキサニリドであり、その際、
式(I)の化合物において、
vは1〜3の整数であり、wは1又は2であり且つ置換基Zは互いに独立して水素、ハロゲン、ヒドロキシル又は1〜12個の炭素原子を有するアルコキシであり;
式(IIa)の化合物において、
は水素、1〜24個の炭素原子を有するアルキル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、5〜8個の炭素原子を有するシクロアルキル又は以下の式
Figure 2014508196
の基であり、ここで、
及びRは、互いに独立して、それぞれの場合に1〜5個の炭素原子を有するアルキルであるか、又は
は、基C2n+1−mと一緒に、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基を形成し、
mは1又は2であり、nは2〜20の整数であり且つ
Mは式−COORの基であり、ここで、
は水素、1〜12個の炭素原子を有するアルキル、アルキル部分及びアルコキシ部分にそれぞれの場合に1〜20個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、又はアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
は水素、ハロゲン、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、及びアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、且つ
は水素、塩素、それぞれの場合に1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシ又は−COOR(式中、Rは上で定義される通りである)であり、基R及びRのうち少なくとも1つは水素ではなく;
式(IIb)の化合物において、
Tは水素又は1〜6個の炭素原子を有するアルキルであり、
は水素、塩素又はそれぞれの場合に1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシであり、
nは1又は2であり且つ、
nが1である場合、
は塩素又は式−OTは以下の式
Figure 2014508196
の基であり且つ
nが2である場合、Tは以下の式
Figure 2014508196
又は−O−T−O−の基であり、
ここで、
は水素、1〜18個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又は1〜3個のヒドロキシル基又は−OCOTで置換されたアルキル、3〜18個の炭素原子を有し、−O−又は−NT−によって1回又は複数回中断され且つ非置換であるか又はヒドロキシル又は−OCOTで置換されたアルキル、5〜12個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又はヒドロキシル及び/又は1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたシクロアルキル、2〜18個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又はヒドロキシルで置換されたアルケニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、又は式−CHCH(OH)−T又は以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
及びTは互いに独立して水素、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、3〜18個の炭素原子を有し且つ−O−又は−NR−によって1回又は複数回中断されたアルキル、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル、フェニル、1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたフェニル、3〜8個の炭素原子を有するアルケニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル又は2〜4個の炭素原子を有するヒドロキシアルキルであり、
は水素、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル、3〜8個の炭素原子を有するアルケニル、フェニル、1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたフェニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
は水素、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、非置換であるか又はヒドロキシルで置換されたフェニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、又は−CHOTであり、
は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、3〜8個の炭素原子を有するアルケニル、5〜10個の炭素原子を有するシクロアルキル、フェニル、1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたフェニル、又はアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
は2〜8個の炭素原子を有するアルキレン、4〜8個の炭素原子を有するアルケニレン、4個の炭素原子を有するアルキニレン、シクロヘキシレン、2〜8個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断されたアルキレン、又は式−CHCH(OH)CHOT11OCHCH(OH)CH−又は−CH−C(CHOH)−CH−の基であり、
10は、2〜20個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断され得るアルキレン、又はシクロヘキシレンであり、
11は、2〜8個の炭素原子を有するアルキレン、2〜18個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断されたアルキレン、1,3−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−フェニレン又は1,4−フェニレンであり、又は
10及びTは、2つの窒素原子と一緒に、ピペラジン環であり;
式(IIc)の化合物において、
R’はC〜C12アルキルであり且つkは1〜4の数であり;
式(III)の化合物において、
uは1又は2であり且つrは1〜3の整数であり、
置換基Yは、互いに独立して水素、ヒドロキシル、フェニル又はハロゲン、ハロゲノメチル、1〜12個の炭素原子を有するアルキル、1〜18個の炭素原子を有するアルコキシ、1〜18個の炭素原子を有し且つ基−COO(C〜C18アルキル)で置換されたアルコキシであり;
uが1である場合、
は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル;非置換であるか又はヒドロキシル、ハロゲン、1〜18個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシで置換されたフェニル;1〜12個の炭素原子を有し且つ−COOH、−COOY、−CONH−、−CONHY、−CONY10、−NH、−NHY、−NY10、−NHCOY11、−CN及び/又は−OCOY11で置換されたアルキル;4〜20個の炭素原子を有し、1つ以上の酸素原子によって中断され且つ非置換であるか又はヒドロキシル又は1〜12個の炭素原子を有するアルコキシで置換されたアルキル;3〜6個の炭素原子を有するアルケニル、グリシジル、非置換であるか又はヒドロキシル、1〜4個の炭素原子を有するアルキル及び/又は−OCOY11で置換されたシクロヘキシル;アルキル部分に1〜5個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又はヒドロキシル、塩素及び/又はメチルで置換されたフェニルアルキル、−COY12又は−SO13であり、又は、
uが2である場合、
は、2〜16個の炭素原子を有するアルキレン、4〜12個の炭素原子を有するアルケニレン、キシリレン、3〜20個の炭素原子を有し、1つ以上の−O−原子によって中断された及び/又はヒドロキシルで置換されたアルキレン、−CHCH(OH)CH−O−Y15−OCHCH(OH)CH、−CO−Y16−CO−、−CO−NH−Y17−NH−CO−又は−(CH−CO−Y18−OCO−(CHであり、その際、
mは1、2又は3であり、
は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、3〜18個の炭素原子を有するアルケニル;3〜20個の炭素原子を有し、1つ以上の酸素原子若しくは硫黄原子又は−NT−によって中断された及び/又はヒドロキシルによって置換されたアルキル;1〜4個の炭素原子を有し且つ−P(O)(OY14、−NY10又は−OCOY11及び/又はヒドロキシルによって置換されたアルキル;3〜18個の炭素原子を有するアルケニル、グリシジル、又はアルキル部分に1〜5個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
及びY10は、互いに独立して1〜12個の炭素原子を有するアルキル、3〜12個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、4〜16個の炭素原子を有するジアルキルアミノアルキル又は5〜12個の炭素原子を有するシクロヘキシルであるか、又はY及びY10は一緒に、それぞれの場合に3〜9個の炭素原子を有する、アルキレン、オキサアルキレン又はアザアルキレンであり、
11は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、2〜18個の炭素原子を有するアルケニル又はフェニルであり、
12は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、2〜18個の炭素原子を有するアルケニル、フェニル、1〜12個の炭素原子を有するアルコキシ、フェノキシ、1〜12個の炭素原子を有するアルキルアミノ又はフェニルアミノであり、
13は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、フェニル又はアルキル基に1〜8個の炭素原子を有するアルキルフェニルであり、
14は1〜12個の炭素原子を有するアルキル又はフェニルであり、
15は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン、フェニレン又は基−フェニレン−M−フェニレン−(式中、Mは−O−、−S−、−SO−、−CH−又は−C(CH−である)であり、
16はそれぞれの場合に2〜10個の炭素原子を有するアルキレン、オキサアルキレン又はチアアルキレン、フェニレン又は2〜6個の炭素原子を有するアルケニレンであり、
17は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン、フェニレン又はアルキル部分に1〜11個の炭素原子を有するアルキルフェニレンであり、且つ
18は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン又は4〜20個の炭素原子を有し且つ1回又は複数回酸素によって中断されたアルキレンであり;
式(IV)の化合物において、xは1〜3の整数であり且つ置換基Lは互いに独立して水素、それぞれの場合に1〜22個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ又はアルキルチオ、フェノキシ又はフェニルチオである、
前記OPV素子に関する。
〜C18アルキルは直鎖状又は分枝鎖状であってよい。18個以下の炭素原子を有するアルキルの例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、2−エチルブチル、n−ペンチル、イソペンチル、1−メチルペンチル、1,3−ジメチルブチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、1,1,3−トリメチルヘキシル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、ノニル、デシル、ウンデシル、1−メチルウンデシル、ドデシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル及びオクタデシルである。
式(IIa)の化合物において、Rは水素又は1〜24個の炭素原子を有するアルキル、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル及びエイコシル、さらには対応する分枝鎖状の異性体であってよい。更に、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、例えば、ベンジルの他に、Rは5〜8個の炭素原子を有するシクロアルキル、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロオクチル、又は以下の式
Figure 2014508196
の基であってもよく、式中、R及びRは互いに独立して、それぞれの場合に1〜5個の炭素原子を有するアルキル、特にメチルであり、又はRは、C2n+1−m基と一緒に、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基、例えば、シクロヘキシル、シクロオクチル及びシクロデシルを形成する。Mは式−COORの基であり、式中、Rは水素だけでなく、1〜12個の炭素原子を有するアルキル又はアルキル部分及びアルコキシ部分のそれぞれに1〜20個の炭素原子を有するアルコキシアルキルでもある。好適なアルキル基Rは、Rについて挙げられたものである。好適なアルコキシアルキル基の例は、−COC、−COC17及び−COCである。1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルとして、Rは、例えば、ベンジル、クミル、アルファ−メチルベンジル又はフェニルブチルである。
水素及びハロゲン、例えば、塩素及び臭素の他に、Rは1〜18個の炭素原子を有するアルキルであってもよい。かかるアルキル基の例は、Rの定義に示されている。Rはアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、例えば、ベンジル、アルファ−メチルベンジル及びクミルであってもよい。
置換基としてのハロゲンは、全ての場合にフッ素、塩素、臭素又はヨウ素、好ましくは塩素又は臭素、更に好ましくは塩素を意味する。
基R及びRのうち少なくとも1つは水素以外でなければならない。Rは、水素又は塩素の他に、それぞれの場合に1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシ、例えば、メチル、ブチル、メトキシ及びエトキシ、さらには−COORでもある。
式(IIb)の化合物において、Tは水素又は1〜6個の炭素原子を有するアルキル、例えば、メチル及びブチルであり、Tは水素又は塩素だけでなく、それぞれの場合に1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシ、例えば、メチル、メトキシ及びブトキシでもあり、且つ、nが1である場合、Tは塩素又は式−OT又は−NTの基である。Tはここで水素又は1〜18個の炭素原子を有するアルキル(Rの定義を参照)である。これらのアルキル基は、1〜3個のヒドロキシル基によって又は基−OCOTによって置換されてよい。さらに、Tは、3〜18個の炭素原子を有するアルキル(Rの定義を参照のこと)であってよく、これは−O−又は−NT−によって1回又は複数回中断され且つ非置換であるか又はヒドロキシル又は−OCOTで置換されている。シクロアルキルとしてのTの例は、シクロペンチル、シクロヘキシル又はシクロオクチルである。Tは2〜18個の炭素原子を有するアルケニルであってもよい。好適なアルケニル基は、Rの定義において挙げられたアルキル基から誘導される。これらのアルケニル基はヒドロキシルによって置換されてよい。フェニルアルキルとしてのTの例は、ベンジル、フェニルエチル、クミル、アルファ−メチルベンジル又はベンジルである。Tは式−CHCH(OH)−T又は以下の式
Figure 2014508196
の基であってもよい。
同様にT、T及びTは、互いに独立して、水素だけでなく1〜18個の炭素原子を有するアルキル又は3〜18個の炭素原子を有し且つ−O−又は−NT−によって1回又は複数回中断されたアルキルであってもよい。T及びTは、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロオクチルであってもよい。アルケニル基としてのT及びTの例は、Tの例示に見出され得る。アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルとしてのT及びTの例は、ベンジル又はフェニルブチルである。最終的に、これらの置換基は、1〜3個の炭素原子を有するヒドロキシアルキルであってもよい。
nが2である場合、Tは以下の式
Figure 2014508196
又は−O−T−O−の二価の基である。
(上記も参照)は、水素の他に、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリール又はフェニルアルキルであり;かかる基の例は既に上に示されている。
は、水素及びフェニルアルキル基及び上記の長鎖アルキル基の他に、フェニル又はヒドロキシフェニル、さらには−CHOTであってよく、式中、Tは挙げられたアルキル、アルケニル、シクロアルキル、アリール又はフェニルアルキル基のうちの1つであってよい。
二価の基Tは2〜8個の炭素原子を有するアルキレンであってよく、かかる基は分枝鎖状であってもよい。これはアルケニレン及びアルキニレン基Tにも当てはまる。シクロヘキシレンの他に、Tは、式−CHCH(OH)CHOT11OCHCH(OH)CH−又は−CH−C(CHOH)−CH−の基であってもよい。
10は、二価の基であり、シクロヘキシレンの他に、2〜20個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断され得るアルキレンでもある。好適なアルキレン基は、Rの定義に記載されるアルキル基から誘導される。
11はアルキレン基でもある。これは2〜8個の炭素原子を含有するか、又は−O−によって1回又は複数回中断される場合、4〜10個の炭素原子を含有する。T11は1,3−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−フェニレン又は1,4−フェニレンでもある。
2つの窒素原子と一緒に、T及びT10はピペラジン環であってもよい。
式(I)、式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(III)及びIV)の化合物におけるアルキル、アルコキシ、フェニルアルキル、アルキレン、アルケニレン、アルコキシアルキル及びシクロアルキル基、さらにはアルキルチオ、オキサアルキレン又はアゾアルキレン基の例は、上記の説明から推測され得る。
本発明によれば、式(IIa)、(IIb)、及び(IIc)、並びに(III)の化合物が好ましい。ベンゾトリアゾールUV吸収剤の中では、式(IIa)によるものが一般に好ましい。
式(I)、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(III)及び(IV)のUV吸収剤は、それ自体が公知であり且つそれらの製法と一緒に、例えば、WO96/28431A1号、EP0323408A1号、EP0057160A1号、US5,736,597号、EP0434608A1号、US4,619,956号、DE3135810A1号、GB1336391A号に記載されている。置換基及び個々の化合物の好ましい意味は、記載された文献から推測され得る。
更に一層好ましい実施態様によれば、本発明は、上記の素子であって、
2−ヒドロキシベンゾフェノンが、ヒドロキシベンゾフェノンの、4−ヒドロキシ、4−メトキシ、4−オクチルオキシ、4−デシルオキシ、4−ドデシルオキシ、4−ベンジルオキシ、及び2’−ヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ誘導体からなる群から選択され;
2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールが、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(5’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−sec−ブチル−5’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−4’−オクチルオキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−[2−(2−エチルヘキシルオキシ)−カルボニルエチル]−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−[2−(2−エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル]−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−ドデシル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニルベンゾトリアゾール、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−ベンゾトリアゾール−2−イルフェノール];2−[3’−tert−ブチル−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)−2’−ヒドロキシフェニル]−2H−ベンゾトリアゾールとポリエチレングリコール300とのエステル交換生成物;[R−CHCH−COO−CHCH−](式中、R=3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシ−5’−2H−ベンゾトリアゾール−2−イルフェニル)、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(α,α−ジメチルベンジル)−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル]−ベンゾトリアゾール;及び2−[2’−ヒドロキシ−3’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−5’−(α,α−ジメチルベンジル)−フェニル]ベンゾトリアゾールからなる群から選択され;
2−ヒドロキシフェニルトリアジンが、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−プロピルオキシフェニル)−6−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(4−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−トリデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−ブチルオキシ−プロポキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−オクチルオキシ−プロピルオキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチル)−1,3,5−トリアジン、2−[4−(ドデシルオキシ/トリデシルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)−2−ヒドロキシ−フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシ−プロポキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ)フェニル−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス[2−ヒドロキシ−4−(3−ブトキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシフェニル)−4−(4−メトキシフェニル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2−{2−ヒドロキシ−4−[3−(2−エチルヘキシル−1−オキシ)−2−ヒドロキシ−プロピルオキシ]フェニル}−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン及び2−(2−ヒドロキシ−4−(2−エチルヘキシル)オキシ)フェニル−4,6−ジ(4−フェニル)フェニル−1,3,5−トリアジンからなる群から選択される、前記素子に関する。
好ましい2−ヒドロキシベンゾフェノンは、市販のChimassorb(登録商標)81として知られる、以下の式
Figure 2014508196
の化合物である。
特に好ましい2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールは、市販のTinuvin(登録商標)1577として知られる以下の式
Figure 2014508196
の化合物である。
特に好ましい2−ヒドロキシフェニルトリアジンは、市販のTinuvin(登録商標)234として知られる以下の式
Figure 2014508196
の化合物である。
更に重要なUV吸収剤は、US−2011/200540号に開示されるメロシアニンであり、更にそこに引用されている文献を参照のこと;特に、章[0015]〜[0047]、[0072]〜[0078]、[0079]〜[0084]、章[0085]の表1の化合物、章[0247]〜[0256](実施例A1)を参照されたい(US−2011/200540号の節は本願明細書に援用されている)。従って、本発明において有用なメロシアニンとしては、以下の式V
Figure 2014508196
(式中、
及びQは、互いに独立して、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル、C〜C22アルキニル、C〜C12シクロアルキル、C〜C12シクロアルケニル、C〜C20アラルキル、C〜C20ヘテロアルキル、C〜C12シクロヘテロアルキル、C〜C11ヘテロアラルキル、C〜C20アリール、C〜Cヘテロアリール、COQ13又はCONQ1314であり;
はCN;−COOQ;−CONHQ;−COQ;−SO;−CONQ;C〜C20アリール;又はC〜Cヘテロアリールであり;
はCN;−COOQ;−CONHQ;−COQ;−SO;−CONQ;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル、C〜C22アルキニル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル、C〜C11ヘテロアラルキル;C〜C20アリール;又はC〜Cヘテロアリールであり;
、Q、Q及びQは、互いに独立して、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル;C〜C22アルキニル、C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル;C〜C11ヘテロアラルキル;C〜C20アリール;C〜Cヘテロアリール;SiQ151617;Si(OQ15)(OQ16)(OQ17);SiQ15(OQ16)(OQ17);SiQ1516(OQ17)、又は基−XSであり;
、L又はLは、互いに独立して、水素、C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル;C〜C22アルキニル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル;C〜C11ヘテロアラルキル;C〜C20アリール;C〜Cヘテロアリール;CN;OH;OQ;又はCOOQであり;
は、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル;C〜C22アルキニル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル;C〜C11ヘテロ−アラルキル;C〜C20アリール;又はC〜Cヘテロアリールであり;
及びL、L及びL、L及びL、L及びQ、L及びQ、L及びQ、L及びQ、L及びQ、L及びQ、Q及びQ、Q及びQ、Q及びQ、Q及びQは、一緒に連結して1、2、3又は4つの炭素環又はN、O及び/又はS−複素環を形成し、該環は更に他の芳香環と縮合されてよく;
10は、Q13;COQ13;COOQ13;CONH;CONHQ13;又はCONQ1314を表し;
11は、ハロゲン;OH;NH;NHQ15;NQ1516;NQ15OQ16;O−Q15;O−CO−Q15;S−Q15;CO−Q15;オキソ;チオノ;CN;COOH;CONH;COOQ15;CONHQ15;CONQ1516;SONH;SONHQ15;SONQ1516;SO15;SO15;SiQ151617;SiOQ15(OQ16)(OQ17);SiQ15(OQ16)(OQ17);SiQ1516(OQ17);O−Si−Q151617;O−Si−OQ15(OQ16)(OQ17);O−Si−Q1516(OQ17);O−SiQ15(OQ16)(OQ17);PO(OQ15)(OQ16);又は基−XSを表し;
12は、ハロゲン、CN、SH、OH、CHO、Q18;OQ18;SQ18;C(Q18)=CQ1920;O−CO−Q19;NHQ19;NQ1819;CONH;CONHQ18;CONQ1819;SONH;SONHQ18;SONQ1819;SO18;COOH;COOQ18;OCOOQ18;NHCOQ18;NQ18COQ19;NHCOOQ19;NQ19COOQ20;SiQ151617;SiOQ15(OQ16)(OQ17);SiQ15(OQ16)(OQ17);SiQ1516(OQ17);OSiQ151617;OSiOQ15(OQ16)(OQ17);OSiQ1516(OQ17);OSiQ15(OQ16)(OQ17);P(=O)OQ19OQ20;P(=O)Q19OQ20;P(=O)Q1920;又は基−XSを表すか、又はC〜C22アルキル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12アルケニル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C12アルキルチオ;C〜C12シクロアルキルチオ;C〜C12アルケニルチオ;C〜C12シクロアルケニルチオ;C〜C12アルコキシ;C〜C12シクロアルコキシ;C〜C12アルケニルオキシ;又はC〜C12シクロアルケニルオキシからなる群から選択され、これらは非置換であるか又は1つ以上の、同一又は異なるQ11で置換されてよく;
13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19及びQ20は、互いに独立してC〜C22アルキル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12アルケニル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C14アリール;C〜C12ヘテロアリール;C〜C18アラルキル又はC〜C16ヘテロアラルキルであるか;又は
13及びQ14、Q15及びQ16、Q16及びQ17及び/又はQ18及びQ19は、一緒に連結されて非置換であるか又はC〜Cアルキルで置換されたピロリジン、ピペリジン、ピペラジン又はモルホリンを形成してよく;
Xは、リンカーを表し;
Sは、シラン部分、オリゴシロキサン部分又はポリシロキサン部分を示し;
「オリゴシロキサン」との用語は、一般式Si(Q15[OSi(Q16)]の基を表し、
式中、
mは0、1又は2の値を有し、
oは3、2又は1の値を有し、且つm+oは3の値を有するか又は以下の一般式
Figure 2014508196
(式中、
AはリンカーXへの結合を表し;且つ
pは1〜9の値を有する)
の基を表し;
「ポリシロキサン」との用語は、この文脈において以下の一般式
Figure 2014508196
の基を表し;その際、
AはリンカーXへの結合を表し;
sは4〜250の値を有し;
tは5〜250の値を有し;
qは1〜30の値を有し;
nは1又は整数であり;
nは1〜6であり;
n=2の場合、Q、Q又はQは二価のアルキル基であるか;又はQ及びQは、それらに連結する2つの窒素原子と一緒に非置換であるか又はアルキル置換された以下の環
Figure 2014508196
を形成し;
vは1〜4であり、
wは1〜4であり;
n=3である場合、Q、Q又はQは三価のアルキル基であり;
n=4である場合、Q、Q又はQは四価のアルキル基であり;且つ
式V中のQ及びQは同時に水素ではない)
の化合物(それらのE,E−;E,Z−及びZ,Z−幾何異性体を含む)が挙げられる。
抗ラジカル剤
本発明によって使用される好ましい抗ラジカル剤は、ヒンダードフェノールである。更に好ましくは、本発明によって使用される抗ラジカル剤は、以下の式(1)
Figure 2014508196
の化合物であり、
上記の式において、
は、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルキルチオ;C〜C22アルキルチオアルキル;C〜Cシクロアルキル;フェニル;C〜Cフェニルアルキル;又はSOMであり;
は、C〜C22アルキル;C〜Cシクロアルキル;フェニル;又はC〜Cフェニルアルキルであり;
Qは、−C2m−;
Figure 2014508196
;−C2m−NH;以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
Tは、−C2n−;−(CH−O−CH−;フェニレン;
Figure 2014508196
;又は以下の式
Figure 2014508196
の基であり;
Vは−O−;又は−NH−であり;
aは0;1;又は2であり;
d及びgはそれぞれ互いに独立して0;又は1であり;
eは1〜4の整数であり;
fは1〜3の整数であり;且つ
m、n及びpはそれぞれ互いに独立して1〜3の整数であり;
qは0又は1〜3の整数であり;
e=1の場合、b及びcはそれぞれ1であり;
は水素;C〜C22アルキル、C〜Cシクロアルキル;C〜C22アルキルチオ;C〜C22アルキルチオアルキル;C〜C18アルケニル;C〜C18フェニルアルキル;M;SOM;以下の式
Figure 2014508196
の基であり;
又はGはOHによって及び/又はC〜C22アルカノイルオキシによって置換されたプロピルであり;
Mはアルカリ;アンモニウム;Hであり;
e=2である場合、b及びcはそれぞれ独立して0及び1から選択され;
は、直接結合;−CH−;以下の式
Figure 2014508196
;又は−S−であるか;又はGはOHによって置換されたプロピル又はC〜C22アルカノイルオキシであり;
e=3の場合、b及びcはそれぞれ独立して0及び1から選択され;
は以下の式
Figure 2014508196
の基であり;
e=4の場合、b及びcはそれぞれ独立して0及び1から選択され;
は以下の式
Figure 2014508196
であり;
は、それぞれ互いに独立して水素;又はC〜C22アルキル;又は以下の式(16)、(18)、(20)、(21)、(22)、(23)
Figure 2014508196
Figure 2014508196
の化合物である。
好ましい抗ラジカル剤としては、以下の表1に列記された化合物が挙げられる:
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
最も好ましい抗ラジカル剤は、上で定義される式(1)の化合物であり、式中、G及びGの両方がtert−ブチルであり、且つa=1である。更に好ましくは、ラジカル剤は上で定義される式(1)の化合物であり、式中、G及びGの両方がtert−ブチルであり、a=1であり、且つVはOである。更に一層好ましい抗ラジカル剤は、上で定義される式(1)の化合物であり、式中、G及びGの両方がtert−ブチルであり、a=1であり、VはOであり、且つe=1である。特に好ましい化合物は、以下の式(23)
Figure 2014508196
の化合物であり、これは市販のTinuvin(登録商標)120として知られている。
DPPポリマー
本発明による光起電力層の成分として使用されるDPPポリマーに関する限り、DPPポリマーが半導体材料としてOPV素子での使用に好適であるという条件で、特に制限されていない。
かかるDPPポリマーは、一般的に、繰り返し単位中に、以下の式
Figure 2014508196
(式中、R及びRは同じであるか又は互いに異なり且つ水素;C〜C100アルキル基;−COOR106;1つ以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、又はC〜C18アリール基で置換された及び/又は−O−、−COO−、−OCO−、又は−S−によって中断されたC〜C100アルキル基;C〜C100アリールアルキル基;カルバモイル基;C〜Cアルキル基及び/又はC〜Cアルコキシ基によって1〜3回置換され得るC〜C12シクロアルキル基;C〜C24アリール基、特に、C〜Cアルキル基、C〜C25チオアルコキシ基、及び/又はC〜C25アルコキシ基によって1〜3回置換され得るフェニル又は1−又は2−ナフチル;及びペンタフルオロフェニルからなる群から選択され;ここでR106はC〜C50アルキル基、好ましくはC〜C25アルキル基である)
によって表される、1つ以上のDPP骨格を含むことを特徴とする。
DPPポリマー及びその合成の例は、例えば、US6451459B1号、WO05/049695号、WO2008/000664号、WO2010/049321号、WO2010/049323号、WO2010/108873号、WO2010/115767号、WO2010/136353号、PCT/EP2011/060283号、WO2010/136352号;特に、PCT/EP2011/057878号に記載されている。
DPPポリマーは、通常、以下の式
Figure 2014508196
(式中、
及びRは独立して水素、C〜C100アルキル基、例えば、C〜C24アルキル基;1つ以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、C〜C18アリール基で置換された及び/又は−O−、−COO−、−OCO−、又は−S−によって中断された前記アルキル基;COO−C〜C50アルキル;C〜C100アリールアルキル基;カルバモイル基;C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るC〜C12シクロアルキル;C〜C24アリール、特に、C〜Cアルキル、C〜Cチオアルコキシ、及び/又はC〜Cアルコキシで1〜3回置換され得るフェニル又は1−又は2−ナフチル、又はペンタフルオロフェニルから選択され;且つ
Arは、互いに独立して、以下の式
Figure 2014508196
(式中、Rは水素、C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシであり、且つR32はメチル、Cl又はメトキシである)
の基である)
の少なくとも1つのジケト−ピロロピロール繰り返し単位を含むポリマーを意味する。
及びRは好ましくは、本発明によって使用されるDPPポリマー中の任意に分岐したC〜C36アルキル基である。更に上記式において、Arは独立して、それぞれ非置換であるか又はR3’で置換され得る、2,5−チエニレン及び2,5−フリレンから選択される二価の基、又は以下の式
Figure 2014508196
の二価のチオフェン部分又はチアゾール部分、又は以下の式
Figure 2014508196
の二価のピロール部分を表し、その際、X及びXのうちの一方はNであり、他方はCH又はCR3’であり、且つR3’は独立してハロゲン、例えば、フルオロ、又はC〜C25アルキル基、C〜C25アリールアルキル、又はC〜C25アルコキシ、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキル基を表し;
104及びR104’は独立して水素であるか又はR3’について定義される通りであり;且つ
116は水素、C〜C18アリール;C〜C18アルキル、C〜C18ペルフルオロアルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;C〜C25アルキル又はCOO−C〜C25アルキル(それぞれ非置換であるか又はそのアルキル部分においてCN、ハロゲン、C〜C18アリールで置換される、及び/又は、特にそのアルキル部分が2つ以上の炭素原子を含む場合、−CO−、−COO−、−CONR112−、−O−、−NR112−、又は−S−によって中断され得る;ここでR112はH;C〜C18アリール;C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;C〜C18アルキル;又は−O−によって中断されたC〜C18アルキルである)である。
本発明の光起電力層中で使用される及び本発明に従って安定化剤と組み合わされるDPPポリマーの好ましい種類は、特許出願第PCT/EP2011/057878号に開示されたものである。
従って、本発明によって使用されるDPPポリマーとしては、以下の式
Figure 2014508196
の1つ以上の(繰り返し)単位、及び以下の式
Figure 2014508196
の繰り返し単位から選択される少なくとも1つの(繰り返し)単位を含むポリマー、以下の式
Figure 2014508196
の1つ以上の(繰り返し)単位を含むポリマー、又は
以下の式
Figure 2014508196
の(繰り返し)単位を含むポリマーが挙げられ、
その際、
Ar23は以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
Ar30は以下の式
Figure 2014508196
の基であり、ここで、
26及びR26’は互いに独立してC〜C18アルキル基、特にC〜C18アルキル基であり、
Aは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
aは0、又は1、若しくは2の整数であり、
bは0、又は1、若しくは2の整数であり、
pは0、又は1、若しくは2の整数であり、yは0、又は1であり、
qは0、又は1、若しくは2の整数であり、sは0、又は1であり、
uは1、又は2の整数であり、tは0、又は1であり、
vは1、又は2の整数であり、wは0、又は1であり、
Ar21、Ar21’、Ar24、Ar24’、Ar25、Ar27、Ar29、Ar31、Ar31’、Ar38及びAr34、Ar36、Ar39、Ar及びAr1’は、互いに独立して、以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
Ar及びAr3’は互いに独立してArの意味を有するか、又は以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
Ar、Ar2’、Ar26、Ar28、Ar33、Ar35、Ar37、Ar32、Ar32’、Ar22及びAr22’は互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
及びXのうち一方はNであり、他方はCHであり、
及びXのうち一方はNであり、他方はCR3’であり、
、R、R24及びR25は、同じであるか又は異なってよく且つ水素、C〜C100アルキル基、特に、C〜C24アルキル基、C〜C24アリール、特に、C〜Cアルキル、C〜Cチオアルコキシ、及び/又はC〜Cアルコキシで1〜3回置換され得るフェニル又は1−又は2−ナフチル、又はペンタフルオロフェニルから選択され、
及びR3’は、互いに独立して、C〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、且つ
B、D及びEは、互いに独立して、以下の式(II)
Figure 2014508196
、又は式(I)の基であるが、但し、B、D及びEが式(I)の基である場合、それらはAとは異なり、その際、
kは1であり、
lは0、又は1であり、
rは0、又は1であり、
zは0、又は1であり、且つ
Ar、Ar、Ar及びArは、互いに独立して、以下の式
Figure 2014508196
の基であり、その際、
及びXのうち一方はNであり他方はCR14であり、
cは1、2、又は3の整数であり、
dは1、2、又は3の整数であり、
Ar及びAr8’は互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
の基であり、X及びXは上で定義される通りであり、
1’’及びR2’’は、同じであるか又は異なってよく且つ水素、C〜C36アルキル基、特に、C〜C24アルキル基、C〜C24アリール、特に、C〜Cアルキル、C〜Cチオアルコキシ、及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るフェニル又は1−又は2−ナフチル、又はペンタフルオロフェニルから選択され、
14、R14’、R17及びR17’は、互いに独立してH、又はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルである。
本発明のポリマーは、好ましくは、ジハロゲニド、例えば、ジブロミド又はジクロリド、特に、式Br−A−Br及びBr−B−Brのジブロミドと、(等モル)量の以下の式
Figure 2014508196
(式中、X11は以下に定義される通りである)
のジボロン酸又はジボロネートとの(スズキ)重合によって製造される(得られる)。あるいは、以下の式
Figure 2014508196
(式中、X11は以下に定義される通りである)
のジボロン酸又はジボロネートは、(当モル)量のジハロゲニド、例えば、ジブロミド又はジクロリド、特に、式Br−D−Br及び任意にBr−E−Brのジブロミドと反応する。
本発明のポリマーはコポリマーである。コポリマーは、2種以上のモノマーから誘導されるポリマー、例えば、ビポリマー、ターポリマー、クォーターポリマー等である。
ポリマーとの用語はオリゴマー並びにポリマーを含む。本発明のオリゴマーは、4,000ダルトンを下回る質量平均分子量を有する。本発明のポリマーは、好ましくは、4,000ダルトン以上、特に4,000〜2,000,000ダルトン、更に好ましくは10,000〜1,000,000ダルトン、最も好ましくは10,000〜100,000ダルトンの質量平均分子量を有する。分子量は、ポリスチレン標準を用いて高温ゲル浸透クロマトグラフィー(HT−GPC)によって測定される。本発明のポリマーは、好ましくは1.01〜10、更に好ましくは1.1〜3.0、最も好ましくは1.5〜2.5の多分散性を有する。ポリマーは、オリゴマーよりも好ましい。
及びRは水素であってよいが、好ましくは水素とは異なる。
及びRは異なってよいが、好ましくは同じである。好ましくは、R及びRは、互いに独立して、C〜C100アルキル、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るC〜C12シクロアルキル、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るフェニル又は1−若しくは2−ナフチル、又は−CR301302−(CH−A(式中、R301及びR302は、水素、又はC〜Cアルキルを表し、Aは、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るフェニル又は1−若しくは2−ナフチルを表し、且つuは0、1、2又は3を表す)を表す。R及びRは、更に好ましくはC〜C36アルキル基、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、イソブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル及び2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、特に、n−ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、2−エチル−ヘキシル、2−ブチル−ヘキシル、2−ブチル−オクチル、2−ヘキシルデシル、2−デシル−テトラデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、又はテトラコシルである。本発明の特に好ましい実施態様では、R及びRは、2−ヘキシルデシル、又は2−デシル−テトラデシル基である。
有利には、基R及びRは、以下の式
Figure 2014508196
(式中、m1=n1+2及びm1+n1≦24である)
によって表され得る。キラル側鎖、例えば、R及びRは、いずれもポリマーの形態に影響を及ぼし得る、ホモキラル、又はラセミであってよい。
Ar21及びAr21’、Ar24及びAr24’、Ar31及びAr31’、Ar及びAr8’、Ar及びAr1’は同じであっても異なってもよいが、好ましくは同じである。Ar21、Ar21’、Ar24、Ar24’、Ar25、Ar27、Ar29、Ar31、Ar31’、Ar38、Ar34、Ar36、Ar39、Ar、Ar8’、Ar及びAr1’は以下の式
Figure 2014508196
の基であってよく、その際、以下の式
Figure 2014508196
の基が好ましい。
Ar及びAr3’は、好ましくはArの意味を有する。
Ar及びAr2’、Ar32及びAr32’、Ar22及びAr22’は、同じであっても異なってもよいが、好ましくは同じである。Ar、Ar2’、Ar26、Ar28、Ar33、Ar35、Ar37、Ar32、Ar32’、Ar22及びAr22’は以下の式
Figure 2014508196
の基であってよい。
aが2に等しい場合、Arは以下の式
Figure 2014508196
の基から構成されてよく、即ち、例えば、以下の式
Figure 2014508196
の基であってよい。
次の式
Figure 2014508196
によって示される通り、基
Figure 2014508196
は、DPP基本単位に結合されるか、又はポリマー鎖内で以下の2つの方法
Figure 2014508196
で配置され得る。次の表記
Figure 2014508196
は両方の可能性を含むべきである。
次の基
Figure 2014508196
はDPP基本単位に結合されるか、又はポリマー鎖内で以下の2つの方法
Figure 2014508196
で配置され得る。次の表記
Figure 2014508196
は両方の可能性を含むべきである。
以下の基
Figure 2014508196
はDPP基本単位に結合されるか、又はポリマー鎖内で以下の2つの方法
Figure 2014508196
で配置され得る。次の表記
Figure 2014508196
は両方の可能性を含むべきである。
24及びR25、R及びRは異なってもよいが、好ましくは同じである。R24、R25、R及びRは直鎖状であってもよいが、好ましくは分枝鎖状である。R24、R25、R及びRは、好ましくは、C〜C36アルキル基、特に、C12〜C24アルキル基、例えば、n−ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、2−エチル−ヘキシル、2−ブチル−ヘキシル、2−ブチル−オクチル、2−ヘキシルデシル、2−デシル−テトラデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、又はテトラコシルである。C〜C36アルキル基及びC12−C24アルキル基は、直鎖状、又は分枝鎖状であってよいが、好ましくは分枝鎖状である。本発明の特に好ましい実施態様では、R24、R25、R及びRは、2−ヘキシルデシル又は2−デシル−テトラデシル基である。
有利には、基R24、R25、R及びRは、以下の式
Figure 2014508196
(式中、m1=n1+4及びm1+n1≦22である)
によって表され得る。
キラル側鎖、例えば、R24、R25、R及びRは、いずれもポリマーの形態に影響を及ぼし得る、ホモキラル、又はラセミであってよい。
1’’及びR2’’は同じであっても異なってもよく且つ水素、C〜C36基、特にC〜C24アルキル基から選択される。
及びR3’は互いに独立してC〜C25アルキル基である。R及びR3’は分枝鎖状であってよいが、好ましくは直鎖状である。R及びR3’は特に直鎖状C〜C25アルキル基、更に特にn−ヘキシルである。
基R15及びRが本発明のポリマー中に存在する場合、それらは好ましくは同一である。
更に、少なくとも5つのチオフェンが2つのDPP構造
Figure 2014508196
の間に存在する、ポリマーが好ましい。
Aは好ましくは、Ar及びAr3’がArの意味を有する、式Iの基である。
Aは好ましくは以下の式
Figure 2014508196
Figure 2014508196
の基であり、B、D及びEは、互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
の基であり、式中、X5’及びX6’のうち一方はNであり、他方はCR14、又はCHであり、
15、R15’、R17及びR17’は互いに独立してH、又はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、R14はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルである。
B、D及びEは更に好ましくは以下の式
Figure 2014508196
(式中、X5’及びX6’のうち一方はNであり、他方はCR14、又はCHであり、且つ
14、R15、R15’及びR17は互いに独立してC〜C25アルキルである)
の基である。
B、D及びEが以下の式
Figure 2014508196
の基である場合、それらは好ましくは以下の式
Figure 2014508196
の基である。Rの頭−尾結合の配置は、更なる溶解性を導入するために重要である。
Bは好ましくは以下の式
Figure 2014508196
Figure 2014508196
(式中、X、X、R1’’及びR2’’は上で定義される通りである)
の基である。
別の好ましい実施態様では、Bは、式Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig、又はIhの基であるが、但し、BはAとは異なることを条件とする。
本発明の好ましい実施態様では、ポリマーは以下の式
Figure 2014508196
の繰り返し単位を含み、
その際、Aは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
及びRはC〜C35アルキル基であり、
はC〜C18アルキル基であり、
Bは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
15はC〜C18アルキル基であり、
Dは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、且つ
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995、特に、x=0.4〜0.9、y=0.6〜0.1であり、ここでx+y=1である。
本発明の別の好ましい実施態様では、ポリマーは以下の式
Figure 2014508196
の繰り返し単位を含み、
その際、
Aは式Ia、lb、lc、Id、le、If、Ig又はIhの基であり、
及びRはC〜C35アルキル基であり、
はC〜C18アルキル基であり、且つ
BはVa、IIb、IIc、IId、IIe、IIf、IIg、IIh、又はIIiの基、又は式Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、又はIgの基であるが、但し、BはAとは異なることを条件とし、
1’’及びR2’’はC〜C35アルキル基であり、
及びXのうち一方はNであり且つ他方はCHであり、
Dは以下の式
Figure 2014508196
の基であり且つ
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995であり、ここでx+y=1である。
Aが式Iの基であり且つBが式IIの基である場合、xは好ましくは0.2〜0.8であり且つyは好ましくは0.8〜0.2である。A及びBが両方とも式IIの基である場合、xは好ましくは0.99〜0.3であり、yは好ましくは0.01〜0.7である。
更に一層好ましくは、DPPポリマーは、以下の式
Figure 2014508196
の繰り返し単位を含むポリマーであり、
その際、Aは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
及びRはC〜C35アルキル基であり、
はC〜C18アルキル基であり、
Bは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
15はC〜C18アルキル基であり、
Dは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、且つ
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995であり、特に、x=0.4〜0.9、y=0.6〜0.1であり、ここでx+y=1である。
例は以下の式
Figure 2014508196
Figure 2014508196
のポリマーであり、
その際、R及びR1’’は、C〜C38アルキル基であり、
15、R15’、及びRは、C〜C18アルキル基、特に、C〜C18アルキル基であり、
1’はC〜C36アルキルであり、
3’はC〜C18アルキル、特に、C〜C18アルキル基であり、R≠R1’及び/又はR≠R3’であり、
xは0.005〜0.995、好ましくは0.01〜0.99であり、
yは0.995〜0.005、好ましくは0.99〜0.01である。
好ましいのは、以下の式
Figure 2014508196
の(繰り返し)単位を含むポリマー又は以下の式
Figure 2014508196
のポリマーであり、その際、
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995であり、特に、x=0.2〜0.8、y=0.8〜0.2であり、ここでx+y=1であり;
r=0.985〜0.005、s=0.005〜0.985、t=0.005〜0.985、u=0.005〜0.985、ここでr+s+t+u=1であり;
Aは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、その際、
a’は1、又は2の整数であり、
bは1、又は2の整数であり、
cは0、又は1、又は2の整数であり、
dは0、又は1、又は2の整数であり、
eは0、又は1、又は2の整数であり、
fは0、又は1、又は2の整数であり、
及びRは、同じであっても異なってもよく且つ水素、C〜C100アルキル基、−COOR203、1つ以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、又はC〜C18アリール基によって置換された及び/又は−O−、−COO−、−OCO−、又は−S−によって中断されたC〜C100アルキル基;C〜C100アリールアルキル基、カルバモイル基、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るC〜C12シクロアルキル基、C〜C24アリール基、特に、C〜Cアルキル、C〜Cチオアルコキシ、及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るフェニル又は1−若しくは2−ナフチル、又はペンタフルオロフェニルから選択され、R203はC〜C50アルキル、特にC〜C25アルキルであり;Ar及びAr1’は互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
であり;
Ar、Ar2’、Ar及びAr3’は互いに独立して
Figure 2014508196
であるか、又はArの意味を有し、その際、X及びXのうち一方はNであり、他方はCR99であり、
99、R104及びR104’は互いに独立して水素、ハロゲン、特にF、又はC〜C25アルキル基、特に、酸素又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル;C〜C25アリールアルキル、又はC〜C25アルコキシ基であり、
105、R105’、R106及びR106’は、互いに独立して水素、ハロゲン、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル;C〜C25アリールアルキル、又はC〜C18アルコキシであり、
107は、C〜C25アリールアルキル、C〜C18アリール;C〜C18アルキル、C〜C18ペルフルオロアルキル、又はC〜C18アルコキシによって置換されたC〜C18アリール;C〜C25アルキル;−O−、又は−S−によって中断されたC〜C25アルキル;又は−COOR119であり;
116は、水素、C〜C25アリールアルキル、C〜C18アリール;C〜C18アルキル、C〜C18ペルフルオロアルキル、又はC〜C18アルコキシによって置換されたC〜C18アリール;C〜C25アルキル;−O−、又は−S−によって中断されたC〜C25アルキル;又は−COOR119であり;
119は、C〜C25アルキル、E’で置換された及び/又はD’によって中断されたC〜C25アルキル、C〜C25アリールアルキル、C〜C24アリール、G、又はC〜C25アラルキルで置換されたC〜C24アリールであり、
108及びR109は、互いに独立してH、C〜C25アルキル、E’で置換された及び/又はD’によって中断されたC〜C25アルキル、C〜C25アリールアルキル、C〜C24アリール、Gで置換されたC〜C24アリール、C〜C20ヘテロアリール、Gで置換されたC〜C20ヘテロアリール、C〜C18アルケニル、C〜C18アルキニル、C〜C18アルコキシ、E’で置換された及び/又はD’によって中断されたC〜C18アルコキシ、又はC〜C25アラルキル、又は
108及びR109は一緒に式=CR110111の基を形成し、その際、
110及びR111は互いに独立してH、C〜C18アルキル、E’で置換された及び/又はD’によって中断されたC〜C18アルキル、C〜C24アリール、Gで置換されたC〜C24アリール、又はC〜C20ヘテロアリール、又はGで置換されたC〜C20ヘテロアリールであり、又は
108及びR109は一緒に5員環又は6員環を形成し、該環は、C〜C18アルキル、E’で置換された及び/又はD’によって中断されたC〜C18アルキル、C〜C24アリール、Gで置換されたC〜C24アリール、C〜C20ヘテロアリール、Gで置換されたC〜C20ヘテロアリール、C〜C18アルケニル、C〜C18アルキニル、C〜C18アルコキシ、E’で置換された及び/又はD’によって中断されたC〜C18アルコキシ、又はC〜C25アラルキルによって任意に置換されてよく、
D’は−CO−、−COO−、−S−、−O−、又は−NR112−であり、
E’はC〜Cチオアルコキシ、C〜Cアルコキシ、CN、−NR112113、−CONR112113、又はハロゲンであり、
GはE’、又はC〜C18アルキルであり、且つ
112及びR113は互いに独立してH;C〜C18アリール;C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;C〜C18アルキル;−O−によって中断されたC〜C18アルキルであり、
B、D及びEは、互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
、又は式IV’の基であるが、但し、B、D及びEが式IVの基である場合、それらはAとは異なり、その際、
kは1であり、
lは0、又は1であり、
rは0、又は1であり、
zは0、又は1であり、
aは1〜5の整数、特に1〜3の整数であり、
gは1、又は2の整数であり、
hは1、又は2の整数であり、
iは0、1、又は2の整数であり、
jは0、1、又は2の整数であり、
kは0、1、又は2の整数であり、
lは0、1、又は2の整数であり、
1’及びR2’は互いに独立してRの意味を有し、
Ar、Ar8’、Ar、Ar9’、Ar10及びAr10’は互いに独立してArの意味を有し、
Ar、Ar、Ar及びArは互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
の基であり、その際、X及びXのうち一方はNであり、他方はCR14であり、
Ar20はアリーレン基、又はヘテロアリーレン基であり、それぞれ任意に置換されてよく、
118はR116の意味を有し、
12及びR12'は互いに独立して水素、ハロゲン、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子、又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル、C〜C25アルコキシ、C〜C25アリールアルキル、又は以下の式
Figure 2014508196
であり、
13はC〜C10アルキル基、又はトリ(C〜Cアルキル)シリル基であり、
14、R14’、R15、R15’、R17及びR17’は互いに独立してH、又はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり;
18及びR18’は互いに独立して水素、ハロゲン、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子、又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル、C〜C25アラルキル、又はC〜C25アルコキシであり;
19は水素、C〜C25アラルキル、C〜C18アリール;C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;又はC〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり;
20及びR20’は互いに独立して水素、C〜C25アラルキル、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
は−O−、−S−、−NR115−、−Si(R117)(R117’)−、−C(R120)(R120’)−、−C(=O)−、
Figure 2014508196
であり、
は−O−、又は−NR115−であり;
100及びR100’は互いに独立してH、F、C〜C18アルキル、Oによって中断されたC〜C18アルキル、C〜C18アルコキシ、Oによって中断されたC〜C18アルコキシ、C〜C18ペルフルオロアルキル、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C24アリール、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C20ヘテロアリールであり;
303、R304、R305及びR306は、互いに独立してH、F、C〜C18アルキル、Oによって中断されたC〜C18アルキル、C〜C18アルコキシ、Oによって中断されたC〜C18アルコキシ、C〜C18ペルフルオロアルキル、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C24アリール、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C20ヘテロアリールであり;
307及びR308は互いに独立してH、又は1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり;
309、R310、R311及びR312は、互いに独立してH、C〜C25アルコキシ、又は1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり;
101及びR101’は互いに独立してH、F、C〜C18アルキル、Oによって中断されたC〜C18アルキル、C〜C18アルコキシ、Oによって中断されたC〜C18アルコキシ、C〜C18ペルフルオロアルキル、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C24アリール、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C20ヘテロアリールであり;
102及びR102’は互いに独立してH、ハロゲン、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル;C〜C25アリールアルキル、又はC〜C25アルコキシであり;
103及びR103’は互いに独立して水素、ハロゲン、1つ以上の酸素又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル;C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得る、C〜C24アリール;C〜C25アリールアルキル、CN、又はC〜C25アルコキシであり;又は
103及びR103’は一緒に環を形成し、
115及びR115’は互いに独立して水素、C〜C18アリール;C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキル;又はC〜C25アリールアルキルであり、
117及びR117’は互いに独立してC〜C35アルキル基、C〜C25アリールアルキル、又はC〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得るフェニル基であり、
120及びR120’は互いに独立して水素、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C35アルキル;又はC〜C25アリールアルキルであり、
121はH、1つ以上の酸素又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C18アルキル、C〜C18ペルフルオロアルキル、C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得るC〜C24アリール;C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回任意に置換され得るC〜C20ヘテロアリール;又はCNであるが、
但し、Ar、Ar1’、Ar、Ar2’、Ar及びAr3’のうち少なくとも1つが以下の基
Figure 2014508196
である;及び/又は基B、D及びEのうち少なくとも1つが以下の基
Figure 2014508196
を有することを条件とする。
以下の基
Figure 2014508196
を有するポリマーは、以下の基
Figure 2014508196
を有するポリマーよりも好ましい。
以下の基
Figure 2014508196
がDPP骨格に直接結合される場合、次の優先順位が適用される:
Figure 2014508196
即ち、以下の基
Figure 2014508196
が最も好ましい。
ポリマーが以下の式
Figure 2014508196
の(繰り返し)単位を含む場合、Aは以下の式
Figure 2014508196
の基であり且つDは以下の式
Figure 2014508196
の基であり、Xは好ましくは−S−、及び−C(R120)(R120’)−とは異なる。
以下の式
Figure 2014508196
の基の場合、Xは好ましくは−O−、−NR115−、−Si(R117)(R117’)−、−C(=O)−、
Figure 2014508196
、更に好ましくは、−C(R120)(R120’)−、
Figure 2014508196
、最も好ましくは以下の式
Figure 2014508196
の基である。
式(Vy’)及び(Vz’)の基の場合、Xは好ましくは−O−、−S−、−NR115−、−C(R120)(R120’)−、−Si(R117)(R117’)−、−C(=O)−、
Figure 2014508196
、更に好ましくは−C(R120)(R120’)−、
Figure 2014508196
、最も好ましくは以下の式
Figure 2014508196
の基である。
本発明によって更に好ましいのは、R及びRが任意に分枝鎖状のC〜C36アルキル基であるDPPポリマーである。本発明で使用されるべきDPPポリマーでは、好ましくはアリール部分がDPP骨格に近接したアリール部分(即ち、上記式中の、Ar、又はAr及びAr1’)は互いに独立して
Figure 2014508196
である。更に好ましくは、Ar、又はAr及びAr1’は、互いに独立して
Figure 2014508196
であり、その際、
Figure 2014508196
が最も好ましい。Ar基、例えば、Ar及びAr1’は異なってもよいが、好ましくは同じである。
好ましい実施態様では、本発明はポリマーであって、Ar及びAr1’が互いに独立して
Figure 2014508196
(式中、XはCHであり且つXはNであるか、又はXはNであり且つXはCHであり、且つR116は上で定義される通りである)
である、前記ポリマーに関する。R116は好ましくはHとは異なる。
以下の式(I’)、(II’)及び(III’)の好ましいDPPポリマーでは、Aは好ましくは以下の式
Figure 2014508196
Figure 2014508196
(式中、R及びRは互いに独立してC〜C36アルキル基、特に、C〜C36アルキル基であり、
104はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得るC〜C25アルキルであり、且つ
116はH、又はC〜C25アルキル;又は−O−、又は−S−によって中断されたC〜C25アルキルである)
の基である。
Aは、更に好ましくは、式IVa’、IVc’、IVe’、IVg’、IVh’、IVi’及びIVk’の基である。式IVa’、IVc’、IVe’、IVg’、IVh’及びIVi’の基が特に好ましい。
式(I’)、(II’)及び(III’)の好ましいDPPポリマーでは、B、D及びEは互いに独立して以下の式
Figure 2014508196
例えば、以下の式
Figure 2014508196
の基であり、その際、
は−C(R120)(R120’)−、
Figure 2014508196
であり、
303、R304、R305、R306、R307、R308、R309、R310、R311、R312、R100、R100’、R101、R101’、R102、R102’、R103、R103’、R120及びR120’は請求項1に定義される通りであり、
120及びR120’は請求項1に定義される通りであり、
aは1〜5の整数、特に1〜3であり、
及びXのうち一方はNであり、他方はCHであり、
及びXのうち一方はNであり、他方はCR14であり、
Ar20は、任意に置換され得る、アリーレン基、例えば、
Figure 2014508196
、又は任意に置換され得る、ヘテロアリーレン基、例えば、
Figure 2014508196
であり、
114及びR114’は互いに独立して水素、又はC〜C18アルキルであり、
116はH、又はC〜C25アルキルであり、R117はC〜C25アルキルであり、
12及びR12’は互いに独立して水素、ハロゲン、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子、又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキル、C〜C25アルコキシ、C〜C25アリールアルキル、又は以下の式
Figure 2014508196
であり、
13はC〜C10アルキル基、又はトリ(C〜Cアルキル)シリル基であり、
15、R15’、R17及びR17’は互いに独立してH、又はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
14はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
18及びR18’は互いに独立して水素、ハロゲン、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキル、C〜C25アラルキル、又はC〜C25アルコキシであり;
19は水素、C〜C25アラルキル、C〜C18アリール;C〜C18アルキル又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;又はC〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり;且つ
20及びR20’は互いに独立して水素、C〜C25アラルキル、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルである。
好ましくは、B、D及びEは互いに独立して式Va’、Vb’、Vc’、Ve’、Vf’、Vh’、Vi’、Vj’、Vk’、VL’、Vm’、Vn’、Vo’、Vp’、Vq’、Vr’、Vs’、Vu’、Vv’、Vw’、Vx’、Vy、Vzの基である。式Va’、Vc’、Vf’、Vh’、Vi’、Vk’、Vo’、Vp’、Vq’、Vr’、Vs’、Vu’、Vw’、Vx’及びVa’’の基が最も好ましい。式Vx’の基の中で、式Vx’’の基が最も好ましい。
式(Vb’)の基は、好ましくは以下の式
Figure 2014508196
(式中、R309及びR310は互いに独立してC〜C25アルコキシである)
の基である。
好ましい実施態様では、本発明は、式I’、特にIa’の(繰り返し)単位を含むポリマー、又は式II’、又はIII’のポリマーであって、Aが式IVa’の基であり、且つDが以下の式
Figure 2014508196
(式中、R309及びR310は互いに独立してC〜C25アルコキシである)
の基である、前記ポリマーに関する。
式(Vc’)の基は、好ましくは以下の式
Figure 2014508196
の基である。
式(Vd’)の基は、好ましくは以下の式
Figure 2014508196
の基である。
好ましい実施態様では、本発明は、以下の式
Figure 2014508196
の繰り返し単位を含むポリマーであって、その際、
AがIVa’、IVc’、IVe’、IVg’、IVh’、IVi’、IVj’、又はIVk’の基であり、
及びRがC〜C35アルキル基、特にC〜C35アルキル基であり、
104がC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
Dが式Va’、Vb’、Vc’、特に以下の式
Figure 2014508196
、Ve’、Vf’、Vh’、Vi’、Vj’、Vk’、VL’、Vm’、Vn’、Vo’、Vp’、Vq’、Vr’、Vs’、Vu’、Vv’、Vw’、Vx’、特に以下の式
Figure 2014508196
、Vy、Vz、又はVa’’である、前記ポリマーに関する。前記実施態様では、式(Ia’)
Figure 2014508196
のポリマーが更に好ましく、その際、nは4(特に10)〜1000、特に4〜200、非常に特に5(特に20)〜100である。現在のところ、最も好ましいのは、Aが式IVa’の基であり且つDが式Vx’、特にVx’’の基、例えば、
Figure 2014508196
である、ポリマーである。かかるポリマーの好ましい例は、以下の式
Figure 2014508196
(式中、nは4(特に10)〜1000、特に4〜200、非常に特に5(特に20)〜100であり且つRはC〜C35アルキル基、特にC〜C35アルキル基である)
のポリマーである。前記ポリマーは、太陽電池で使用される際に、高いエネルギー変換効率を示す。
別の実施態様では、本発明は、式I’、特に式Ia’のポリマーであって、Aが式IVa’の基であり且つDが式Vo’の基、特に、以下の
Figure 2014508196
である、前記ポリマーに関する。かかるポリマーの例は、以下の式
Figure 2014508196
(式中、nは4(特に10)〜1000、特に4〜200、非常に特に5(特に20)〜100であり且つRはC〜C35アルキル基、特にC〜C35アルキル基である)
のポリマーである。前記ポリマーは、太陽電池で使用される際に、高いエネルギー変換効率を示す。
本発明の好ましい一実施態様によれば、DPPポリマーは、以下の構造
Figure 2014508196
(式中、
xは0.01〜0.99、特に、0.8〜0.4であり且つyは0.99〜0.01、特に0.2〜0.6であり、
はC〜C36アルキル基、特に、ヘキシル−デシルであり、且つ
及びR15はC〜C18アルキル基、特にn−ヘキシルである)
のポリマーである。
本発明の別の好ましい実施態様によれば、DPPポリマーは、以下の構造
Figure 2014508196
Figure 2014508196
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Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
Figure 2014508196
(式中、R、R、R1’及びR2’は互いに独立してC〜C36アルキル基、特に、C〜C36アルキル基であり、
104はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
15、R15’、R17及びR17’は互いに独立してH、又はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
20及びR20’は互いに独立して水素、C〜C25アラルキル、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
100及びR100’はHであり、
101及びR101’はH、C〜C25アルキル基、又はC〜C25アルコキシ基であり、
102及びR102’はH、又はC〜C25アルキル基であり、
103及びR103’はH、又はC〜C25アルキル基であり、
116はH、又はC〜C25アルキル基であり、
120及びR120’はC〜C35アルキル基であり、
nは4〜1000、特に、4〜200、非常に特に5〜100であり、且つ
x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995、特に、x=0.2〜0.8、y=0.8〜0.2であり、その際、x+y=1である)
のポリマーである。
DPPコポリマーは、例えば、スズキ反応によって得られる。芳香族ボロネートとハロゲン化物、特に臭化物との縮合反応は、一般に「スズキ反応」と呼ばれており、これはN. Miyaura及びA. Suzukiによって、Chemical Reviews, 第95巻、第457頁〜第2483頁(1995年)に報告される通り、種々の有機官能基の存在に耐える。好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジ−アルコキシビフェニル/パラジウム(II)アセテート、トリ−アルキル−ホスホニウム塩/パラジウム(0)誘導体及びトリ−アルキルホスフィン/パラジウム(0)誘導体である。特に好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジ−メトキシビフェニル(sPhos)/パラジウム(II)アセテート及び、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート((t−Bu)HBF)/トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)(Pd(dba))及びトリ−tert−ブチルホスフィン(t−Bu)P/トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)(Pd(dba))である。この反応は、高分子量のポリマー及びコポリマーの製造に適用され得る。
式VIIに対応するポリマーの調製のために、ジハロゲン化物、例えば、二臭化物又は二塩化物、特に式Br−A−Br及びBr−B−Brに対応する二臭化物は、Pd及びトリフェニルホスフィンの触媒作用の下で、以下の式
Figure 2014508196
に対応する(等モル)量のジボロン酸又はジボロネートと反応し、その際、X11は各存在において独立して−B(OH)、−B(OY、以下の式
Figure 2014508196
であり、その際、Yは各存在において独立してC〜C10アルキル基であり、且つY2は各存在において独立してC〜C10アルキレン基、例えば、−CY−CY−、又は−CY−CY10−CY1112−であり、その際、Y、Y、Y、Y、Y、Y、Y、Y10、Y11及びY12は互いに独立して水素、又はC〜C10アルキル基、特に、−C(CHC(CH−、−CHC(CHCH−、又は−C(CHCHC(CH−であり、且つY13及びY14は互いに独立して水素、又はC〜C10アルキル基である。反応は、通常、芳香族炭化水素溶媒、例えば、トルエン、キシレン中で約0℃〜180℃で実施される。他の溶媒、例えば、ジメチルホルムアミド、ジオキサン、ジメトキシエタン及びテトラヒドロフランも単独で、又は芳香族炭化水素との混合物で使用されてよい。水性塩基、好ましくは、炭酸ナトリウム又は重炭酸塩、リン酸カリウム、炭酸カリウム又は重炭酸塩は、ボロン酸、ボロネートのための活性剤として及びHBr捕捉剤として使用される。重合反応は0.2〜100時間行ってよい。有機塩基、例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウム、及び相間移動触媒、例えば、TBABは、ホウ素の活性を促進させ得る(例えば、Leadbeater & Marco; Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 42 (2003年) 1407及び本願明細書に引用された文献を参照のこと)。反応条件の他の変形は、T. I. Wallow及びB. M. NovakのJ. Org. Chem. 59 (1994年) 第5034頁〜第5037頁;及びM. Remmers, M. Schulze及びG. WegnerのMacromol. Rapid Commun. 17 (1996年) 第239頁〜第252頁によって示されている。分子量の調整は、過剰の二臭化物、ジボロン酸、又はジボロネート、又は連鎖停止剤のいずれかを用いることによって可能である。
必要な場合、単官能ハロゲン化アリール又はアリールボロネートは、かかる反応において連鎖停止剤として使用されてよく、これは以下の末端アリール基の形成をもたらす。
Figure 2014508196
スズキ反応におけるモノマー供給の順序及び組成を制御することによって得られるコポリマーにおけるモノマー単位の順序を制御することが可能である。
本発明のポリマーは、スティルカップリングによっても合成できる(例えば、Babudriら、J. Mater. Chem., 2004, 14, 11-34; J. K. Stille, Angew. Chemie Int. Ed. Engl. 1986, 25, 508を参照のこと)。式VIIに対応するポリマーを製造するために、ジハロゲン化物、例えば、二臭化物又は二塩化物、特に、式Br−A−Br及びBr−B−Brに対応する二臭化物を、パラジウム含有触媒の存在下で、0℃〜200℃の範囲の温度で不活性溶媒中で、式X21−D−X21(式中、X21は基−SnR207208209である)の化合物と反応させ、その際、R207、R208及びR209は同一であっても異なってもよく且つH又はC〜Cアルキルであり、ここで2つの基は任意に共通の環を形成し、且つこれらの基は任意に分枝鎖状又は非分枝鎖状である。ここで、使用されるモノマー全体が、高度にバランスのとれた有機官能基対ハロゲン官能基の比を有することが保証されなければならない。更に、反応の最後に、単官能試薬を用いる末端キャッピングによって過剰の反応性基を除去することが有利であることが判明し得る。このプロセスを実施するために、錫化合物及びハロゲン化合物は、好ましくは、1種以上の不活性有機溶媒中に導入され且つ0〜200℃、好ましくは30〜170℃の温度で、1時間〜200時間、好ましくは5時間〜150時間にわたり撹拌される。粗生成物は、当業者に公知であり且つそれぞれのポリマーに適した方法、例えば、繰り返される再沈殿又は更に透析によって精製され得る。
上記の方法に適した有機溶媒は、例えば、エーテル、例えば、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、ジイソプロピルエーテル及びtert−ブチルメチルエーテル、炭化水素、例えば、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン及びキシレン、アルコール、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、1−ブタノール、2−ブタノール及びtert−ブタノール、ケトン、例えば、アセトン、エチルメチルケトン及びイソブチルメチルケトン、アミド、例えば、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン、ニトリル、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル及びブチロニトリル、及びそれらの混合物である。
パラジウム及びホスフィン成分は、スズキの変形についての記載と同様に選択されるべきである。
あるいは、本発明のポリマーは、亜鉛試薬A−(ZnX22及びB−(ZnX22(式中、X22はハロゲン及びハロゲン化物である)、及びD−(X23(式中、X23はハロゲン又はトリフラートである)を用いて、又はA−(X22、B−(X22、及びD−(ZnX23を用いてネギシ反応によって合成されてもよい。例えば、E. NegishiらのHeterocycles 18 (1982年)第117〜22頁を参照されたい。
あるいは、本発明のポリマーは、有機ケイ素試薬A−(SiR210211212及びB−(SiR210211212(式中、R210、R211及びR212は同一又は異なってよく且つハロゲン、C〜Cアルキル及びD−(X23(式中、X23はハロゲン又はトリフラートである)である)を用いて、又はA−(X22、B−(X22、及びD−(SiR210211212を用いてヒヤマ反応によって合成されてもよい。例えば、T. HiyamaらのPure Appl. Chem. 66 (1994) 1471〜1478頁及びT. HiyamaらのSynlett(1991年)845〜853頁を参照されたい。
及び/又はRが水素であるポリマーは、重合後に除去可能な保護基を用いて得られる(例えば、EP−A−0648770号、EP−A−0648817号、EP−A−0742255号、EP−A−0761772号、WO98/32802号、W098/45757号、WO98/58027号、WO99/01511号、WO00/17275号、WO00/39221号、WO00/63297号及びEP−A−1086984号を参照のこと)。色素前駆体のその色素形態への変換は、公知の条件下の、例えば、熱による、任意に追加の触媒、例えば、WO00/36210号に記載される触媒の存在下の、フラグメンテーションによって行われる。
かかる保護基の例は、以下の式
Figure 2014508196
(式中、Lは溶解性を付与するのに適した任意の所望の基である)
の基である。
Lは好ましくは以下の式
Figure 2014508196
(式中、Z、Z及びZは互いに独立してC〜Cアルキルであり、
及びZは互いに独立してC〜Cアルキル、酸素、硫黄又はN(Z12によって中断されたC〜Cアルキル、又は非置換の又はC〜Cアルキル置換、C〜Cアルコキシ置換、ハロ置換、シアノ置換又はニトロ置換のフェニル又はビフェニルであり、
、Z及びZは互いに独立して水素又はC〜Cアルキルであり、
は水素、C〜Cアルキル又は以下の式
Figure 2014508196
の基であり、
10及びZ11は互いに独立して水素、C〜Cアルキル、C〜Cアルコキシ、ハロゲン、シアノ、ニトロ、N(Z12、又は非置換の又はハロ置換、シアノ置換、ニトロ置換、C〜Cアルキル置換又はC〜Cアルコキシ置換のフェニルであり、
12及びZ13はC〜Cアルキルであり、Z14は水素又はC〜Cアルキルであり、且つZ15は水素、C〜Cアルキル、又は非置換の又はC〜Cアルキル置換のフェニルであり、
Qはp,q−C〜Cアルキレン(非置換であるか又はC〜Cアルコキシ、C〜Cアルキルチオ又はC〜C12ジアルキルアミノで一置換又は多置換され、ここでp及びqは位置番号が異なる)であり、
Xは窒素、酸素及び硫黄からなる群から選択されるヘテロ原子であり、Xが酸素又は硫黄である場合、m’は数字の0であり且つXが窒素である場合、mは数字の1であり、且つL及びLは、互いに独立して非置換の又はモノ−又はポリ−C〜C12アルコキシ−、−C〜C12アルキルチオ−、−C〜C24ジアルキルアミノ−、−C〜C12アリールオキシ−、−C〜C12アリールチオ−、−C〜C24アルキルアリールアミノ−又は−C12−C24ジアリールアミノ−置換されたC〜Cアルキル又は[−(p’,q’−C〜Cアルキレン)−Z−]n’−C〜Cアルキルであり、n’は1〜1000の数であり、p’及びq’は異なる位置番号であり、Zは他の全てと独立してヘテロ原子の酸素、硫黄又はC〜C12アルキル−置換された窒素であり、且つ繰り返し[−C〜Cアルキレン−Z−]単位中のC〜Cアルキレンは同じ又は異なることが可能であり、
且つL及びLは、飽和又は不飽和の1倍〜10倍であってよく、中断されていないか又は−(C=O)−及び−C−からなる群から選択される1〜10個の基によって任意の位置で中断されてよく、且つ更なる置換基を有していないか又はハロゲン、シアノ及びニトロからなる群から選択される1〜10個の更なる置換基を有してよい)
の基である。最も好ましいLは、以下の式
Figure 2014508196
の基である。
式Br−A−Brの化合物の合成は、WO08/000664号、及びWO09/047104号に記載されているか、又はそこに記載された方法と同様に行ってよい。式Br−A−BrのN−アリール置換の化合物の合成は、US−A−5,354,869号、及びWO03/022848号に記載された方法と同様に行ってよい。
式(VIIb)の特に好ましい化合物の好適な合成は、WO2010/049323A1号の第45頁、第24行目〜第47頁、第9行目に開示されている。
ハロゲンは、フルオロ、クロロ、ブロモ又はヨード、好ましくはフルオロである。
〜C25アルキル(C〜C18アルキル)は通常、可能であれば、直鎖状又は分枝鎖状である。例はメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、イソブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル及び2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、テトラコシル又はペンタコシルである。C〜Cアルキルは、通常、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、イソブチル、tert.−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチル−プロピル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル及び2−エチルヘキシルである。C〜Cアルキルは、通常、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec.−ブチル、イソブチル、tert.−ブチルである。
〜C18アルケニル基は、直鎖状又は分枝鎖状のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、メタリル、イソプロペニル、2−ブテニル、3−ブテニル、イソブテニル、n−ペンタ−2,4−ジエニル、3−メチル−ブト−2−エニル、n−オクト−2−エニル、n−ドデカ−2−エニル、イソドデセニル、n−ドデカ−2−エニル又はn−オクタデカ−4−エニルである。
2〜18アルキニルは、非置換の又は置換され得る、直鎖状又は分枝鎖状の好ましくはC2〜8アルキニル、例えば、エチニル、1−プロピン−3−イル、1−ブチン−4−イル、1−ペンチン−5−イル、2−メチル−3−ブチン−2−イル、1,4−ペンタジイン−3−イル、1,3−ペンタジイン−5−イル、1−ヘキシン−6−イル、シス−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、トランス−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、1,3−ヘキサジイン−5−イル、1−オクチン−8−イル、1−ノニン−9−イル、1−デシン−10−イル、又は1−テトラコシン−24−イルである。
〜C25アルコキシ基(C〜C18アルコキシ基)は、直鎖状又は分枝鎖状のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシ又はtert−アミルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、ヘプタデシルオキシ及びオクタデシルオキシである。C〜Cアルコキシの例は、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec.−ブトキシ、イソブトキシ、tert.−ブトキシ、n−ペントキシ、2−ペントキシ、3−ペントキシ、2,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキソキシ、n−ヘプトキシ、n−オクトキシ、1,1,3,3−テトラメチルブトキシ及び2−エチルヘキソキシ、好ましくはC〜Cアルコキシ、例えば、通常、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec.−ブトキシ、イソブトキシ、tert.−ブトキシである。「アルキルチオ基」との用語は、エーテル結合の酸素原子が硫黄原子によって置換されることを除いて、アルコキシ基と同じ基を意味する。
〜C18ペルフルオロアルキル、特に、C〜Cペルフルオロアルキルは、分枝鎖状又は非分枝鎖状の基、例えば、−CF、−CFCF、−CFCFCF、−CF(CF、−(CFCF、及び−C(CFである。
「カルバモイル基」との用語は、通常、C1〜18カルバモイル基、好ましくは、非置換の又は置換され得るC1〜8カルバモイル基、例えば、カルバモイル、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、n−ブチルカルバモイル、tert−ブチルカルバモイル、ジメチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルバモイル又はピロリジノカルバモイルである。
〜C12シクロアルキルは、通常、非置換又は置換され得る、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、シクロドデシル、好ましくはシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、又はシクロオクチルである。シクロアルキル基、特に、シクロヘキシル基は、C〜C−アルキル、ハロゲン及びシアノで1〜3回置換され得るフェニルによって1回又は2回縮合され得る。かかる縮合シクロヘキシル基の例は、
Figure 2014508196
特に、
Figure 2014508196
(式中、R151、R152、R153、R154、R155及びR156は互いに独立してC〜Cアルキル、C〜Cアルコキシ、ハロゲン及びシアノ、特に水素である)
である。
〜C24アリール(C〜C18アリール)は、通常、非置換又は置換され得る、フェニル、インデニル、アズレニル、ナフチル、ビフェニル、as−インダセニル、s−インダセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナントリル、フルオランテニル、トリフェンレニル、クリセニル、ナフタセン、ピセニル、ペリレニル、ペンタフェニル、ヘキサセニル、ピレニル、又はアントラセニル、好ましくは、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、4−ビフェニル、9−フェナントリル、2−又は9−フルオレニル、3−又は4−ビフェニルである。C〜C12アリールの例は、非置換又は置換され得る、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、3−又は4−ビフェニル、2−又は9−フルオレニル又は9−フェナントリルである。
〜C25アラルキルは、通常、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチル、ω−フェニル−ドデシル、ω−フェニル−オクタデシル、ω−フェニル−エイコシル又はω−フェニル−ドコシル、好ましくはC〜C18アラルキル、例えば、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチル、ω−フェニル−ドデシル又はω−フェニル−オクタデシル、特に好ましくはC〜C12アラルキル、例えば、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、又はω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチルであり、その際、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基の両方が非置換又は置換され得る。好ましい例は、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、ナフチルエチル、ナフチルメチル、及びクミルである。
ヘテロアリールは、通常、C〜C20ヘテロアリール、即ち、5〜7個の環原子を有する環又は縮合環系であり、その際、窒素、酸素又は硫黄は可能なヘテロ原子であり、且つ通常、少なくとも6つの共役したπ電子を有する5個〜30個の原子を有する不飽和の複素環式基、例えば、非置換又は置換され得る、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾ[b,d]チエニル、チアントレニル、フリル、フルフリル、2H−ピラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、フェノキシチエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ビピリジル、トリアジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピリダジニル、インドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、プテリジニル、カルバゾリル、カルボリニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾオキサゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、ピリミジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、イソチアゾリル、フェノチアジニル、イソオキサゾリル、フラザニル又はフェノキサジニルである。
上記の基の可能な置換基は、C〜Cアルキル、ヒドロキシル基、メルカプト基、C〜Cアルコキシ、C〜Cアルキルチオ、ハロゲン、ハロ−C〜Cアルキル、シアノ基、カルバモイル基、ニトロ基又はシリル基、特に、C〜Cアルキル、C〜Cアルコキシ、C〜Cアルキルチオ、ハロゲン、ハロ−C〜Cアルキル、又はシアノ基である。
1つ以上のOによって中断されたC〜C18アルキルは、例えば、(CHCHO)1〜9−R(式中、RはH又はC〜C10アルキルである)、CH−CH(ORy’)−CH−O−R(式中、RはC〜C18アルキルであり、且つRy’はRと同じ定義を含むか又はHである)である。
置換基、例えば、R18が、基の中で2回以上生じる場合、これは各存在において異なってよい。
「Gによって置換された」との用語は、1個以上、特に1個〜3個の置換基Gが存在し得ることを意味する。
上記の通り、上述の基は、E’によって置換及び/又は、必要な場合、D’によって中断され得る。中断は、当然ながら、単結合によって互いに結合された少なくとも2つの炭素原子を有する基の場合にのみ可能であり;C〜C18アリールは中断されていない;中断されたアリールアルキルは、アルキル部分に単位D’を有する。1つ以上のE’によって置換された及び/又は1つ以上の単位D’によって中断されたC〜C18は、例えば、(CHCHO)1〜9−R(式中、RはH又はC〜C10アルキル又はC〜C10アルカノイル(例えば、CO−CH(CH5)CH9)である)、CH−CH(ORy’)−CH−O−R(式中、RはC〜C18アルキル、C〜C12シクロアルキル、フェニル、C〜C15フェニルアルキルであり、且つRy’はRと同じ定義を含むか又はHである);C〜Cアルキレン−COO−R、例えば、CHCOOR、CH(CH)COOR、C(CHCOOOR(式中、RはH、C〜C18アルキル、(CHCHO)1〜9−Rであり、且つRは上で示された定義を含む);CHCH−O−CO−CH=CH;CHCH(OH)CH−O−CO−C(CH)=CHである。
本発明のポリマーを含有する混合物は、本発明のポリマーを含む半導体層(通常、5質量%〜99.9999質量%、特に20〜85質量%)と少なくとも1種の別の材料をもたらす。他の材料は、異なる分子量の本発明の同じポリマーの一部、本発明の別のポリマー、半導体ポリマー、有機小分子、カーボンナノチューブ、フラーレン誘導体、無機粒子(量子点、量子棒、量子三脚、TiO、ZnO等)、導電性粒子(Au、Ag等)、ゲート誘電体について記載されている材料のような絶縁体材料(PET、PS等)であり得るが、それらに限定されない。
当該DPPポリマーは、例えば、欧州特許出願第09155919.5号、WO09/047104号、US−6690029号、WO2007082584号、WO2008107089号に記載される小分子とブレンドされ得る。
光起電力層
本発明によれば、本発明のOPV素子の光起電力層は、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマー及び少なくとも1種の安定化剤を含む混合物を含む。
従って、本発明によれば、前記混合物は、1種以上の上記DPPポリマーと1種以上の上記安定化剤を含んでよい。例えば、混合物は、1種以上のDPPポリマーと1種以上のUV吸収剤を含むが、抗ラジカル剤を含まなくてよい。また、混合物は、1種以上のDPPポリマーと1種以上の抗ラジカル剤を含むが、UV吸収剤を含まなくてよい。さらに、混合物は、1種以上のDPPポリマー及び1種以上のUV吸収剤及び1種以上の抗ラジカル剤を含んでよい。
好ましい一実施態様によれば、混合物は、1種以上のDPPポリマー、更に好ましくは1種のDPPポリマー、更に好ましくは構造(VII)のうち1種のDPPポリマー、更に一層好ましくは以下の構造
Figure 2014508196
(式中、記号(R、R、R、R15、x、y、n)は上記の通りである)
のDPPポリマー、及び1種以上の抗ラジカル剤、好ましくは1種の抗ラジカル剤、更に好ましくは1種のヒンダードフェノール、更に好ましくは以下の構造式(23)
Figure 2014508196
の1種のヒンダードフェノールを含むが、UV吸収剤を含まない。
別の好ましい実施態様によれば、混合物は1種以上のDPPポリマー、更に好ましくは1種のDPPポリマー、更に好ましくは構造(VII)の1種のDPPポリマー、更に一層好ましくは構造(VIIb)又は(Ic’’)
Figure 2014508196
(式中、記号(R、R、R、R15、x、y、n)は上記の通りである)
のDPPポリマー、及び1種以上のUV吸収剤、好ましくは1種のUV吸収剤、更に好ましくは、上記の通り、式(IIa)、(IIb)、(IIc)又は(III)のUV吸収剤、更に好ましくは式(IIa)のUV吸収剤を含むが、抗ラジカル剤を含まない。特に好ましいUV吸収剤の例は、以下の構造
Figure 2014508196
の化合物である。
混合物中に含まれるDPPポリマー及び安定剤のそれぞれの量に関する限り、安定化が達成され且つ混合物が本発明のOPV素子の光起電力層での使用に適しているという条件で、特定の制限は存在しない。
好ましくは、少なくとも1種のDPPポリマー及び少なくとも1種の安定化剤を含む混合物において、安定化剤の、DPPポリマーに対する質量比は、0.0005:1から0.1:1まで、好ましくは0.001:1から0.05未満:1まで、更に好ましくは0.005:1から0.025:1までの範囲である。この文脈では、「安定化剤のDPPポリマーに対する質量比」との用語において、「安定化剤」との用語は、混合物中に含有される全ての安定化剤の合計を意味し、且つ「DPPポリマー」は、混合物中に含有される全てのDPPポリマーの合計を意味する。
重要な実施態様では、ヒンダードフェノール及び/又はHALSから選択される安定化剤は、0.0001:1〜0.01:1、好ましくは0.0005:1〜0.005:1、更に好ましくは0.0005:1〜0.002:1の範囲の安定化剤:DPPポリマーの質量比で混合物中に含有される。
特に重要な実施態様では、UV吸収剤から選択される安定化剤は、0.0005:1〜0.1:1、好ましくは0.001:1〜0.1:1未満の範囲の安定化剤:DPPポリマーの質量比で混合物中に含有される。
少なくとも1種のDPPポリマー及び少なくとも1種の安定化剤の当該混合物を含む本発明の光起電力層は、DPPポリマーを通常、電子供与体として含有する。好ましくは、少なくとも1種のDPPポリマー及び少なくとも1種の安定化剤を含む本発明の混合物を含む本発明の光起電力層は、更に少なくとも1種の適した電子受容体材料を含む。
一般的に、少なくとも1種の適した電子受容体材料の化学的性質に関する限り、特に制限はない。例えば、電子受容体材料は、適した有機ポリマー、例えば、適したDPPポリマー又は適した半導体ポリマーからなる群から選択される材料であってよいが、但し、ポリマーは、受容体型及び電子移動度特性、適した有機小分子、カーボンナノチューブ、無機粒子、例えば、量子点、量子棒、量子三脚、TiO、ZnO等を保持することを条件とする。好ましくは、フラーレン、特に、好適に変性した、例えば、好適に官能化されたフラーレンが電子受容体として使用される。
本発明において有用なフラーレンは、広いサイズ範囲(1分子当りの炭素原子の数)を有し得る。本願明細書で使用されるフラーレンとの用語は、純粋な炭素の多様なケージ様分子、例えば、バックミンスターフラーレン(C60)、及び関連する「球状の」フラーレン並びにカーボンナノチューブを含む。フラーレンは、例えば、C20〜C1000−の範囲の当該技術分野で公知のものから選択され得る。好ましくは、フラーレンはC60〜C96の範囲から選択される。最も好ましくは、フラーレンはC60又はC70、例えば、[60]PCBM、又は[70]PCBM(式中、[60]PCBM又は[70]は、n=60又は70の[6,6]−フェニルC酪酸メチルエステルを表す)である。例えば、化合物[70]PCBMは、以下の構造:
Figure 2014508196
を有する。
また、他の化学的に変性したフラーレンを利用することも許容されるが、但し、変性フラーレンは受容体型及び電子移動度特性を保持することを条件とする。
従って、本発明は、電子受容体材料が好ましくは60〜96個の炭素原子を有する、任意に好適に変性したフラーレンである、上記の素子にも関するものである。
本発明によれば、少なくとも1種の電子受容体材料は、光起電力層中に、例えば、電子受容体材料の、DPPポリマーに対する質量比が0.1:1〜10:1、好ましくは0.5:1〜3:1、更に好ましくは0.8:1〜2:1の範囲である、本発明の混合物中に含まれる。この文脈において、「電子受容体材料のDPPポリマーに対する質量比」との用語中の、「電子受容体材料」との用語は、混合物中に含有される全ての電子受容体材料の合計を指し、また「DPPポリマー」は混合物中に含有される全てのDPPポリマーの合計を指す。
本発明の実施態様によれば、光起電力層は、少なくとも1種のDPPポリマー及び少なくとも1種の安定化剤、及び任意に少なくとも1種の電子受容体材料を含む本発明の混合物からなる。本発明の更なる実施態様によれば、光起電力層は、少なくとも1種のDPPポリマー及び少なくとも1種の安定化剤及び任意に少なくとも1種の電子受容体材料からなる本発明の混合物からなる。
有機光起電力素子(DPV素子)
本発明の混合物を含む本発明のOPV素子は、一般的にそれぞれの必要性に応じて設計され得る。好ましい一実施態様によれば、本発明のOPV素子は、最も好ましくは、この順番で、
(a)カソード;
(b)任意に遷移層;
(c)光起電力層;
(d)任意に平坦化層;
(j)アノード;
(k)基材
を含む。
このOPV素子では、光起電力層(c)は、本発明による少なくとも1種のDPPポリマーと少なくとも1種の安定化剤を含む本発明の光起電力層である。
電極、カソード(a)及びアノード(j)は、好ましくは金属又は金属代替材料から構成される。本発明のこの文脈で使用される通り、「金属」との用語は、本質的に純粋な金属、例えば、Mgから構成される材料、さらには2つ以上の本質的に純粋な金属から構成される材料である金属合金、例えば、Mg:Agと示される、MgとAgが一緒になった合金の両方を含む。本発明のこの文脈で使用される通り、「金属代替材料」との用語は、通常の定義において金属ではない材料を指すが、該材料は本発明のOPV素子の用途で望ましい金属様の特性を有する。電極及び電荷移動層によく使用される金属代替材料は、ドープされたワイドバンドギャップ半導体、例えば、透明導電酸化物、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、ガリウムインジウム錫酸化物(GITO)、及び亜鉛インジウム錫酸化物(ZITO)を含み得る。別の適した金属代替材料は、透明な導電性ポリマーポリアニリン(PANI)及びその化学的類似種、又はPEDOT:PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホネート))である。金属代替材料は、広範の非金属材料から更に選択されてよく、その際、本発明のこの文脈で使用される「非金属」との用語は広範の材料を含むが、但し、該材料は、その化学的に結合されていない形態で金属を含まないことを条件とする。高度に透明な、非金属の、低抵抗のカソード又は高度に効率的な、低抵抗の金属/非金属化合物カソードは、例えば、US6,420,031B1号及びUS5,703,436B1号に開示されている。基材は、例えば、プラスチック(可撓性基材)、又はガラス基材であってよい。本発明の別の好ましい実施態様では、平坦化層は、アノードと光起電力層との間に配置される。この平坦化層にとって好ましい材料は、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、又はPEDOT:PSS)のフィルムを含む。
更に、本発明のOPV素子は、例えば、US20070079867A1号及びUS20060013549A1号に記載される通り、ファイバー上で加工され得る。
本発明の好ましい実施態様では、OPV素子は、例えば、US6,933,436B1号に記載される通り、基材(k)として透明なガラス担体を含み、その上にインジウム/錫酸化物(ITO)で作られた電極層がアノード(j)として適用される。この電極層は一般的に比較的粗い表面構造を有するので、これは適したドーピングを通して導電性によって作られた好適なポリマー、通常、PEDOTで作られた平坦化層(d)で覆われている。光起電力層(c)は、特定のOPV素子の設計に応じて、例えば、100nm〜数マイクロメートルの層厚さを有し、且つ平坦化層(d)の上に適用される。好ましくは、光起電力層は、少なくとも1種のDPPポリマーと少なくとも1種の安定化剤とを含む混合物、好ましくは電子供与体として作用するDPPポリマー、及び好適な電子受容体材料、好ましくは、フラーレン、更に好ましくは官能化フラーレンPCBMから作られている。
カソード(a)と光起電力層(c)との間に、好ましくは薄い遷移層が任意に適用され、これは電気絶縁でなければならず、且つ例えば、0.6nmの層厚さを有する。好ましい実施態様によれば、この遷移層は、ハロゲン化アルカリ、更に好ましくはフッ化リチウムで作られている。例えば、ITOが正孔収集電極として使用される場合、好ましくは絶縁遷移層(d)の上に蒸着されるアルミニウムは、電子収集電極として使用される。遷移層の絶縁特性は、明らかに、特に光起電力層から遷移層までの遷移領域において、電荷キャリアの交さが有効になるのを妨げる影響を与える。
本発明のOPV素子は、更に多くの太陽スペクトルを吸収するために互いに頂部で処理される多重接合太陽電池からなってもよい。かかる構造は、例えば、App. Phys. Let. 90, 143512(2007), Adv. Funct. Mater. 16, 1897-1903 (2006年)、及びWO2004/112161号に記載されている。
従って、本発明は更に上記のOPV素子であって、遷移層(b)がハロゲン化アルカリ、好ましくはフッ素リチウムであり;カソード(a)は金属又は金属代替物であり;アノード(j)は金属又は金属代替物であり;且つ基材(k)はプラスチック又はガラス基材である、前記素子に関する。
ITOが上記のアノードとして使用される場合、好ましくは絶縁遷移層の上に蒸着されるアルミニウムは、カソードとして使用される。
いわゆるタンデム太陽電池を含む本発明の一実施態様によれば、当該素子は、上記の層の他に、更に
(e)中間電極;
(f)任意に更なる電極;
(g)任意に遷移層;
(h)更なる光起電力層;
(i)任意に平坦化層
を含む。
従って、OPV素子は、この順序で、
(a)カソード;
(b)任意に遷移層;
(c)光起電力層;
(d)任意に平坦化層;
(e)中間電極;
(f)任意に更なる電極;
(g)任意に遷移層;
(h)更なる光起電力層;
(i)任意に平坦化層;
(j)アノード;
(k)基材
を含む。
好ましくは、中間電極(e)は、金属又は金属代替物、好ましくはAu又はAlなどの金属、又は他の好適な材料、例えば、ZnO、Ti酸化物、例えば、TiO等を含む、好ましくはそれらからなる。好ましくは、任意の更なる電極(f)は、好ましくは金属又は金属代替物を含む、好ましくはそれらからなる。任意の遷移層(g)に関しては、遷移層(g)が遷移層(b)と同じ材料を含み得るか、又は遷移層(b)とは異なり得る、上記の遷移層(b)の記載を参照されたい。
従って、本発明はまた、上記のOPV素子であって、中間電極(e)が金属又は金属代替物であり;更なる電極(f)が金属又は金属代替物であり;遷移層(g)がハロゲン化アルカリ、好ましくはフッ化リチウムである、前記素子にも関する。
OPV素子の製造方法
本発明による有機光起電力(OPV)素子の製造方法に関する限り、一般に、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーと、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である、少なくとも1種の安定化剤とを含む混合物が、素子に好適に組み込まれることを条件として制限されない。
好ましい一実施態様によれば、本発明は、上記の通り有機光起電力(OPV)素子のかかる製造方法であって、
(aa)少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマー、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である、少なくとも1種の安定化剤、及び好ましくは少なくとも1種の電子受容体材料を提供する工程;
(bb)アノードが適用される、任意に、アノードの上に、平坦化層が適用される、基材を提供する工程;
(cc)(aa)で提供された化合物と少なくとも1種の適した溶媒とを混合する工程;
(dd)(cc)から得られた混合物をアノードの上に、任意に平坦化層の上に適用する工程
を含む、前記製造方法に関する。
工程(dd)
(cc)によれば、2つ、好ましくは3つの成分は、少なくとも1種の適した溶媒と混合され且つ、(dd)に従って、溶液としてアノードの上に、任意に、好適な方法によって、アノードの上に適用された平坦化層の上に適用される。好ましくは、(dd)による適用は、少なくとも1種の適したコーティング技術及び/又は少なくとも1つの適した印刷技術のいずれかによって実施される。従って、本発明は、更に上記の方法であって、(dd)への適用は、コーティング及び/又は印刷、好ましくはコーティング又は印刷によって実施される、前記方法に関する。
本発明によって使用され得る好適なコーティング技術は、例えば、スピンコーティング、スロットダイコーティング(また押出コーティングとも呼ばれる)、カーテンコーティング、リバースグラビアコーティング、ブレードコーティング、スプレーコーティング、及びディップコーティングである。好ましいコーティング技術は、例えば、スロットダイ(押出)コーティング又はリバースグラビアコーティングである。
本発明によって使用され得る適した印刷技術は、例えば、インクジェット印刷、フレキソグラフィ印刷、(順方向)グラビア印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、オフセット印刷、及びリバースオフセット印刷である。好ましい印刷技術は、例えば、フレキソグラフィ印刷又は(順方向)グラビア印刷である。
従って、本発明は更に、(dd)での適用が、コーティング、好ましくはスロットダイ(押出)コーティング又はリバースグラビアコーティング、又は印刷、好ましくはフレキソグラフィ印刷又は(順方向)グラビア印刷を介して実施される、上記方法に関する。
工程(dd)から、アノードの上に、任意に平坦化層の上に配置されている、本発明の光起電力層が得られる。従って、本発明は更に、光起電力層を得るために(cc)から得られる混合物をアノード、任意に平坦化層の上に適用する工程を含む上記方法であって、前記層が、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーと、好ましくはUV吸収剤及び抗ラジカル剤からなる群から選択される少なくとも1種の安定剤とを含む混合物を含む、前記方法にも関する。
工程(cc)
(cc)によれば、少なくとも1種の適した溶媒が使用される。本出願によれば混合物を製造するためのかかる好適な溶媒は、全て、DPPポリマー及び安定剤が十分な溶解度を有する一般的な溶媒である。一般的な有機溶媒の例としては、限定されずに、
石油エーテル、芳香族炭化水素、例えば、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、好ましくは1,2−ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、トルエン、アニソール、キシレン、ナフタレン、クロロナフタレン、テトラリン、インデン、インダン、シクロオクタジエン、スチレン、デカリン及びメシチレン;
ハロゲン化脂肪族炭化水素、例えば、ジクロロメタン、クロロホルム及びエチレンクロリド;エーテル、例えば、ジオキサン及びジオキソラン;
ケトン、例えば、シクロペンタノン及びシクロヘキサノン;
脂肪族炭化水素、例えば、ヘキサン及びシクロヘキサン;
及び2種以上の前記溶媒の適した混合物が挙げられる。
好ましい溶媒は、ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリン、クロロホルム、メシチレン及び2種以上のそれらの混合物である。従って、本発明は更に、(cc)においてジクロロベンゼン、好ましくは1,2−ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリン、クロロホルム、メシチレン及び2種以上のそれらの混合物が溶媒として使用される、上記方法にも関する。
溶媒中の(cc)による化合物の有用な濃度は、一般的に、溶媒の質量を基準として、0.01〜90質量%の範囲である。
最も好ましくはこの順序で、
(a)カソード;
(b)任意に遷移層;
(c)光起電力層;
(d)任意に平坦化層;
(j)アノード;
(k)基材
を含む、上記のOPV素子を製造するために、任意に遷移層及びカソードが光起電力層の上に適用される。
好ましくは、カソード(e)電極が適用される前に、例えば、0.6nmの層厚さを有する、絶縁でなければならない、薄い遷移層が、光起電力層(c)に適用される。一般に好適で且つ好ましい遷移層の材料に関しては、上記の説明を参照されたい。従って、好ましい実施態様によれば、この遷移層は、ハロゲン化アルカリ、最も好ましくはフッ化リチウムで作られている。好ましくは、ハロゲン化アルカリ、最も好ましくは、フッ化リチウムは、0.2nm/分などの適した速度にて2×10−6トルなどの適した真空下で蒸着される。遷移層の絶縁特性は、明らかに、特に光起電力層から遷移層までの遷移領域において、電荷キャリアの交さが有効になるのを妨げる影響を与える。
工程(ee)及び(ff)
光起電力層(c)の上に、好ましくは光起電力層(c)の上に適用された遷移層(b)の上に、適したカソード(e)が適用される。それぞれの適用方法に関する限り、特に制限はないが、例えば、カソード(a)を蒸着によって適用することが好ましい。
従って、本発明は更に、工程(aa)〜(dd)を含み、更に任意に、
(ee)遷移層を光起電力層の上に適用すること;
(ff)光起電力層の上に、任意に(ee)で光起電力層の上に適用された遷移層の上にカソードを適用すること
の工程(ee)、更に(ff)を含む上記方法に関する。
本発明の更なる実施態様では、1種以上の層は、次の層を堆積させる前にプラズマで処理されてよい。平坦化層、好ましくはPEDOT:PSSを含む平坦化層は、次の層の堆積前に穏やかなプラズマ処理にかけられることが特に有利である。
好ましくは、この順序で、
(a)カソード;
(b)任意に遷移層;
(c)光起電力層;
(d)任意に平坦化層;
(e)中間電極;
(f)任意に更なる電極;
(g)任意に遷移層;
(h)更なる光起電力層;
(i)任意に平坦化層;
(j)アノード;
(k)基材
を含むOPV素子の製造方法に関する限り、上記で説明されたのと同じ技術が使用され得る。
本発明によれば、DPPポリマーを含む光起電力層の他に、光起電力層、従って、OPV素子を、OPV素子を使用する間の崩壊から全体的に保護する更なる層を適用する必要がないが、それとは反対に、DPPポリマーと、同時に、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤であり、且つ更に一層好ましい実施態様によれば、ヒンダードアミン光安定剤(HALS)ではない、好ましくはヒンダードアミンではない、少なくとも1種の安定剤とを含有する混合物を、光起電力層として使用することにより、有機光起電力素子の製品寿命を増大させることが可能であることが判明した。
従って、本発明はまた、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーとを含む混合物を、少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有する有機光起電力(OPV)素子の製品寿命を増大させるために用いる使用にも関する。
従って、本発明はまた、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーとを含む混合物を、少なくとも1種のOPV素子の光起電力層中に含有される混合物として使用することによって有機光起電力(OPV)素子の製品寿命を増大させる方法にも関する。
既に上記で説明された通り、かかる追加の保護層の適用は、通常、保護層が適用される光起電力層の上に有害な影響を及ぼす厳しい条件を要求する。この公知技術の大きな欠点は、本発明による方法及び本発明によるOPV素子によって克服することができる。
従って、本発明は、また、UV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーとを含む混合物を、少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有するOPV素子の製造中に少なくとも1種のDPPポリマーが分解するのを防ぐために用いる使用にも関する。
従って、本発明は更に、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、前記少なくとも1種のジケトピロロピロール(DPP)ポリマーとを含む混合物を使用することによって、少なくとも1種のDPPポリマーを含有するOPV素子の製造の間に少なくとも1種のDPPポリマーが分解するのを防ぐ方法であって、前記OPV素子は少なくとも1つの光起電力層中に前記混合物を含有する、前記方法にも関する。
本発明は、以下の図面及び実施例によって例示される。
図1は、安定化剤としてTinuvin(登録商標)234を用いて実施例2によって製造されたフィルムの690nmの波長での吸収を示し、これは、フィルムの前記波長の光への曝露の時間(日数)に依存する。図1では、次の記号は以下を表す: 白の三角形:5質量%のTinuvin(登録商標)234を含有するフィルムの値、 白のダイヤモンド形:1質量%のTinuvin(登録商標)234を含有するフィルムの値、 白の四角形:0.1質量%のTinuvin(登録商標)234を含有するフィルムの値、 黒の四角形:参照値(フィルム中に安定化剤を含有しない) 図2は、安定化剤としてTinuvin(登録商標)1577を用いて実施例2によって製造されたフィルムの690nmの波長での吸収を示し、これは、フィルムの前記波長の光への曝露の時間(日数)に依存する。図2では、次の記号は以下を表す: 白の三角形:5質量%のTinuvin(登録商標)1577を含有するフィルムの値、 白のダイヤモンド形:1質量%のTinuvin(登録商標)1577を含有するフィルムの値、 白の四角形:0.1質量%のTinuvin(登録商標)1577を含有するフィルムの値、 黒の四角形:参照値(フィルム中に安定化剤を含有しない) 図3は、安定化剤としてChimassorb(登録商標)81を用いて実施例2によって製造されたフィルムの690nmの波長での吸収を示し、これは、フィルムの前記波長の光への曝露の時間(日数)に依存する。図3では、次の記号は以下を表す: 白の三角形:5質量%のChimassorb(登録商標)81を含有するフィルムの値、 白のダイヤモンド形:1質量%のChimassorb(登録商標)81を含有するフィルムの値、 白の四角形:0.1質量%のChimassorb(登録商標)81を含有するフィルムの値、 黒の四角形:参照値(フィルム中に安定化剤を含有しない)
実施例
DPPポリマー8の合成(PCT/EP2011/057878の実施例16による式Ic’’)
Figure 2014508196
a)0gのCAS−No.88949−34−2の化合物及び25.76gの炭酸カリウムを、300mlの乾燥ジメチルホルムアミドに懸濁させて、この混合物を90℃まで窒素下で加熱させる。次に、79gのCAS−No.1044598−79−9の化合物を滴加する。反応混合物を次いで90℃で6時間撹拌する。室温まで冷却した後、酢酸エチルを添加し、混合物を水で洗う。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させて、溶媒を蒸発させる。生成物をカラムクロマトグラフィによってシリカ上で精製して式1の化合物を得る。H−NMRデータ(ppm,CDCl):8.33 2H d、7.60 2H d、6.68 2H dxd、4.03 4H d、1.85〜1.75 2H m、1.45〜1.15 48H m、0.88 6H t、0.86 6H t.
Figure 2014508196
b)6.44gの化合物1が100mlのクロロホルム中に溶解する。混合物を−10℃まで冷却し、次いで1.99gのN−ブロモ−スクシンイミド(NBS)を添加し、この混合物を−10℃で2時間撹拌する。反応混合物を水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥させて、溶媒を蒸発させる。粗生成物をカラムクロマトグラフィによってシリカ上で精製して式2の化合物を得る。H−NMRデータ(ppm,ベンゼン−D):8.72 2H d、6.05 2H d、4.13 4H d、2.06〜2.02 2H m、1.65〜1.30 48H m、1.01 6H t、1.00 6H t.
Figure 2014508196
c)0.5gの化合物2、0.265gの化合物22、及び51mgの酢酸パラジウムを3口反応フラスコにアルゴン雰囲気下で添加する。15mlの脱気したTHFを反応フラスコに添加し、混合物を加熱して出発材料を溶解させる。アルゴンによる更なる脱気後、27mgの2−(ジ−tert−ブチル−ホスフィノ)−1−フェニル−1H−ピロールを添加し、反応混合物を加熱還流する。次に、146mgの水酸化リチウム水和物を添加し、反応混合物を還流下で2時間撹拌する。反応混合物を次いで室温まで冷却し、生成物をメタノールで沈殿させ、濾過してメタノールで洗う。ポリマーを、異なる溶媒:テトラヒドロフラン、クロロホルム及びオルト−ジクロロベンゼンを用いてソックスレー抽出によって精製する。720mgのオルト−ジクロロベンゼンのフラクションは、100’000のMw及び2.59の多分散性(高温GPCで測定)を有する上記のポリマー8を含有する。
ランダムコポリマー7は、WO2010/049323A1号(実施例1、第45頁、第24行〜第47頁、第9行)に従って製造される:
Figure 2014508196
実施例1:ポリマーベースのバルクヘテロ接合型太陽電池
太陽電池の構造
使用される太陽電池は、以下の構造(括弧内:層厚さ)を有する:
(a)カソード:Al電極(100nm)
(b)遷移層:LiF層(1nm)
(c)光起電力層;WO2010/049323A1号に記載された、DPPポリマーとしてランダムコポリマー7;及び以下の表による安定化添加剤を用いる又は用いない[70]PCBM(95%、BVのみ)を含む、有機層;
(d)平坦化層:[ポリ(スチレンスルホン酸)(PSS)との混合物中のポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)(PEDOT)](70nm、Clevios(登録商標)AL4083、H.C.Starck)
(j)アノード:ITO電極(120nm)
(k)基材:ガラス基材(1.1mm)
太陽電池を、ガラス基材上に予備パターン形成されたITO上のPEDOT−PSSの層をスピンコートすることによって作る。次に、ランダムコポリマー7(1質量%):[70]PCBMの1:1.5の"X"混合物:安定化添加剤を、o−ジクロロベンゼン(有機層)からスピンコートする。安定化剤を含有しない試料を参照用として使用する。安定化剤("X")の量に関しては、以下の表を参照されたい。異なる実験のセットを、上記の手順及び同じタイプのDPPコポリマー7を用いるが、わずかに異なる分子量を用いて作る:参照1及びTinuvin(登録商標)234又はTinuvin(登録商標)1577を含有する試料を製造するバッチ(a)、参照2及びChimassorb(登録商標)81、Tinuvin(登録商標)120又はTinuvin(登録商標)780を含有する試料を製造するバッチ(b);参照3及びTinuvin(登録商標)312又はTinuvin(登録商標)622又はCAS−No.1243654−84−3のメロシアニン種のUV吸収剤(安定化剤の全ての構造は以下に更に示す)を含有する試料を製造するバッチ(c)。LiFとAlは、シャドウマスクを通して高真空下で昇華させる。
太陽電池の性能
太陽電池は、太陽光シミュレータの下で測定する。次に、外部量子効率(EQE)グラフを用いて、電流をAM1.5条件の下で概算する。これにより以下の表に報告される値が得られる。この表では、略記は以下を表す:短絡電流密度(Jsc);開回路電圧(Voc);充填率(FF);最大出力点(MPP)。
結果は、感光性層内に安定化剤が存在しても光電子電池の機能化を示す。類似の結果が、DPPポリマーとしてポリマー8を用いる場合に得られる。
Figure 2014508196
使用される安定化剤の構造
Tinuvin(登録商標)234:2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール
Figure 2014508196
Tinuvin(登録商標)1577:2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ)フェニル−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン
Figure 2014508196
Chimassorb(登録商標)81:2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシ−ベンゾフェノン
Figure 2014508196
Tinuvin(登録商標)120:2’,4’−ジ−tert−ブチルフェニル3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート
Figure 2014508196
Tinuvin(登録商標)780:ビス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)ブタンジオエート
Figure 2014508196
Tinuvin(登録商標)312:2−エトキシ−2’−エチル−オキサニリド:
Figure 2014508196
Tinuvin(登録商標)622は繰り返し単位を有するポリマーである:
Figure 2014508196
メロシアニンCAS−No.1243654−84−3:
(WO09/027258号の化合物MC−03)
Figure 2014508196
実施例2:フィルムの光酸化の安定性試験
使用されるフィルム
フィルムの光酸化安定性を試験し、前記フィルムは、WO2010/049323A1号、実施例1、第45頁、第24行〜第47頁、第9行に記載され且つそれに従って製造されるランダムコポリマー7をDPPポリマーとして含有する。
フィルムを、o−ジクロロベンゼン中のDPPポリマー(1質量%)を、特定の量"X"の安定化剤(DPPポリマーの質量に対する質量%)と一緒に、ガラス基材(50×50×1mmの顕微鏡スライド)上にスピンコートする(600rpm、2分)ことによって作る。安定化剤は、以下の表d及びeに定義される通りである(図3も参照のこと)。
その後、フィルムを乾燥させた後、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA、酢酸ブチル中に4質量%)の保護層を、その上にスピンコートする(1000rpm、30秒)。試料フィルムを、空気中及び標準大気圧に置き、フィルムが分解した後に、UV−VIS分光分析(Varian Cary(登録商標)100スキャン)を行う。結果を、図1〜3と以下の表d及びeに示す。
結果
図1〜3の分解の勾配に従って、それぞれの安定化剤の添加によってフィルム安定性が改善され得ることが判明し得る。最良の結果は、UV吸収剤、特に、その添加が非常によく分解を防ぎ且つその効果が濃度に依存する(より高い=より良い)ベンゾフェノン型のUV吸収剤(Chimassorb(登録商標)81)を使用する時に達成される。
光酸化は、690nmでDPPポリマーの吸収を測定することによって数値的に測定される。吸収のピークは、酸化に曝される際に減少する。結果を以下の表に示し、d及びeは、それぞれ、115日及び56日の曝露時間を示す。UV吸収剤は、光酸化に対して良好な保護を提供する。効果は更に、特に低濃度での、フェノール酸化防止剤(Tinuvin(登録商標)120)又はヒンダードアミン光安定剤(HALS;Tinuvin(登録商標)780)の添加によって達成される。
Figure 2014508196
類似の結果は、DPPポリマーとしてポリマー8を使用する時に得られる。
引用文献
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− EP0323408A1号
− EP0057160A1号
− US5,736,597号
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− EP0742255A号
− EP0761772A号
− WO98/32802号
− WO98/45757号
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− WO99/01511号
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− WO00/39221号
− WO00/63297号
− EP1086984A号
− WO00/36210号
− WO2009/047104号
− US5,354,869号
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− US6,420,031B1号
− US5,703,436B1号
− US20070079867A1号
− US20060013549A1号
− US6,933,436B1号
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− Adv.Funct.Mater.16、1897〜1903(2006年)
− WO2004/112161号

Claims (15)

  1. 少なくとも1つの光起電力層を含む有機光起電力素子であって、前記層が少なくとも1種のジケトピロロピロールポリマーと少なくとも1種の安定化剤とを含む混合物を含む、前記素子。
  2. 安定化剤が、UV吸収剤及び抗ラジカル剤からなる群から選択され、好ましくは、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、シュウ酸アニリド、ヒドロキシフェニルトリアジン、メロシアニン、ヒンダードフェノール、及びそれらの2種以上の混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の素子。
  3. UV吸収剤が、それらのE,E−;E,Z−及びZ,Z−幾何異性体を含む、以下の式I
    Figure 2014508196
    の2−ヒドロキシベンゾフェノンであり;
    以下の式IIa、IIb又はIIc
    Figure 2014508196
    の2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールであり;
    以下の式III
    Figure 2014508196
    の2−ヒドロキシフェニルトリアジンであり;
    以下の式(IV)
    Figure 2014508196
    のオキサニリドであり、
    以下の式V
    Figure 2014508196
    のメロシアニンであり、
    その際、
    式(I)の化合物において、
    vは1〜3の整数であり、wは1又は2であり且つ置換基Zは互いに独立して水素、ハロゲン、ヒドロキシル又は1〜12個の炭素原子を有するアルコキシであり;
    式(IIa)の化合物において、
    は水素、1〜24個の炭素原子を有するアルキル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、5〜8個の炭素原子を有するシクロアルキル又は以下の式
    Figure 2014508196
    の基であり、ここで、
    及びRは、互いに独立して、それぞれの場合に1〜5個の炭素原子を有するアルキルであるか、又はRは、基C2n+1−mと一緒に、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基を形成し、
    mは1又は2であり、nは2〜20の整数であり且つ
    Mは式−COORの基であり、ここで、
    は水素、1〜12個の炭素原子を有するアルキル、アルキル部分及びアルコキシ部分にそれぞれの場合に1〜20個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、又はアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
    は水素、ハロゲン、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、C〜Cアルカノイルオキシ又はC〜Cアルケノイルオキシで置換された2〜4個の炭素原子のアルキル、及びアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、且つ
    は水素、塩素、それぞれの場合に1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシ又は−COOR(式中、Rは上で定義される通りである)であり、基R及びRのうち少なくとも1つは水素ではなく;
    式(IIb)の化合物において、
    Tは水素又は1〜6個の炭素原子を有するアルキルであり、
    は水素、クロロ又はそれぞれの場合に1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシであり、
    nは1又は2であり且つ、
    nが1である場合、
    はクロロ又は式−OT又は以下の式
    Figure 2014508196
    の基であり且つ
    nが2である場合、Tは以下の式
    Figure 2014508196
    の基であり、
    ここで、
    は水素、1〜18個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又は1〜3個のヒドロキシル基又は−OCOTで置換されたアルキル、3〜18個の炭素原子を有し、−O−又は−NT−によって1回又は複数回中断され且つ非置換であるか又はヒドロキシル又は−OCOTで置換されたアルキル、5〜12個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又はヒドロキシル及び/又は1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたシクロアルキル、2〜18個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又はヒドロキシルで置換されたアルケニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、又は−CHCH(OH)−T又は以下の式
    Figure 2014508196
    の基であり、
    及びTは互いに独立して水素、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、3〜18個の炭素原子を有し且つ−O−又は−NT−によって1回又は複数回中断されたアルキル、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル、フェニル、1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたフェニル、3〜8個の炭素原子を有するアルケニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル又は2〜4個の炭素原子を有するヒドロキシアルキルであり、
    は水素、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、5〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル、3〜8個の炭素原子を有するアルケニル、フェニル、1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたフェニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
    は水素、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、非置換であるか又はヒドロキシルで置換されたフェニル、アルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキル、又は−CHOTであり、
    は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、3〜8個の炭素原子を有するアルケニル、5〜10個の炭素原子を有するシクロアルキル、フェニル、1〜4個の炭素原子を有するアルキルで置換されたフェニル、又はアルキル部分に1〜4個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
    は2〜8個の炭素原子を有するアルキレン、4〜8個の炭素原子を有するアルケニレン、4個の炭素原子を有するアルキニレン、シクロヘキシレン、2〜8個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断されたアルキレン、又は式−CHCH(OH)CHOT11OCHCH(OH)CH−又は−CH−C(CHOH)−CH−の基であり、
    10は、2〜20個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断され得るアルキレン、又はシクロヘキシレンであり、
    11は、2〜8個の炭素原子を有するアルキレン、2〜18個の炭素原子を有し且つ−O−によって1回又は複数回中断されたアルキレン、1,3−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−フェニレン又は1,4−フェニレンであり、又は
    10及びTは、2つの窒素原子と一緒に、ピペラジン環であり;
    式(IIc)の化合物において、
    R’はC〜C12アルキルであり且つkは1〜4の数であり;
    式(III)の化合物において、
    uは1又は2であり且つrは1〜3の整数であり、
    置換基Yは、互いに独立して水素、ヒドロキシル、フェニル又はハロゲン、ハロゲノメチル、1〜12個の炭素原子を有するアルキル、1〜18個の炭素原子を有するアルコキシ、1〜18個の炭素原子を有し且つ基−COO(C〜C18アルキル)で置換されたアルコキシであり;
    uが1である場合、
    は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、非置換であるか又はヒドロキシル、ハロゲン、1〜18個の炭素原子を有するアルキル又はアルコキシで置換されたフェニル;
    1〜12個の炭素原子を有し且つ−COOH、−COOY、−CONH、−CONHY、−CONY10、−NH、−NHY、−NY10、−NHCOY11、−CN及び/又は−OCOY11で置換されたアルキル;
    4〜20個の炭素原子を有し、1つ以上の酸素原子によって中断され且つ非置換であるか又はヒドロキシル又は1〜12個の炭素原子を有するアルコキシで置換されたアルキル、3〜6個の炭素原子を有するアルケニル、グリシジル、非置換であるか又はヒドロキシル、1〜4個の炭素原子を有するアルキル及び/又は−OCOY11で置換されたシクロヘキシル;アルキル部分に1〜5個の炭素原子を有し且つ非置換であるか又はヒドロキシル、塩素及び/又はメチルで置換されたフェニルアルキル、−COY12又は−SO13であり、又は、
    uが2である場合、
    は、2〜16個の炭素原子を有するアルキレン、4〜12個の炭素原子を有するアルケニレン、キシリレン、3〜20個の炭素原子を有し、1つ以上の−O−原子によって中断された及び/又はヒドロキシルで置換されたアルキレン、−CHCH(OH)CH−O−Y15−OCHCH(OH)CH、−CO−Y16−CO−、−CO−NH−Y17−NH−CO−又は−(CH−CO−Y18−OCO−(CHであり、その際、
    mは1、2又は3であり、
    は、1〜18個の炭素原子を有するアルキル、3〜18個の炭素原子を有するアルケニル;3〜20個の炭素原子を有し、1つ以上の酸素原子若しくは硫黄原子又は−NT−によって中断された及び/又はヒドロキシルによって置換されたアルキル;1〜4個の炭素原子を有し且つ−P(O)(OY14、−NY10又は−OCOY11及び/又はヒドロキシルによって置換されたアルキル;3〜18個の炭素原子を有するアルケニル、グリシジル、又はアルキル部分に1〜5個の炭素原子を有するフェニルアルキルであり、
    及びY10は、互いに独立して1〜12個の炭素原子を有するアルキル、3〜12個の炭素原子を有するアルコキシアルキル、4〜16個の炭素原子を有するジアルキルアミノアルキル又は5〜12個の炭素原子を有するシクロヘキシルであるか、又はY及びY10は、一緒になって、それぞれの場合に3〜9個の炭素原子を有する、アルキレン、オキサアルキレン又はアザアルキレンであり、
    11は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、2〜18個の炭素原子を有するアルケニル又はフェニルであり、
    12は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、2〜18個の炭素原子を有するアルケニル、フェニル、1〜12個の炭素原子を有するアルコキシ、フェノキシ、1〜12個の炭素原子を有するアルキルアミノ又はフェニルアミノであり、
    13は1〜18個の炭素原子を有するアルキル、フェニル又はアルキル基に1〜8個の炭素原子を有するアルキルフェニルであり、
    14は1〜12個の炭素原子を有するアルキル又はフェニルであり、
    15は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン、フェニレン又は基−フェニレン−M−フェニレン−(式中、Mは−O−、−S−、SO−、−CH−又は−C(CH−である)であり、
    16はそれぞれの場合に2〜10個の炭素原子を有するアルキレン、オキサアルキレン又はチアアルキレン、フェニレン又は2〜6個の炭素原子を有するアルケニレンであり、
    17は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン、フェニレン又はアルキル部分に1〜11個の炭素原子を有するアルキルフェニレンであり、且つ
    18は2〜10個の炭素原子を有するアルキレン又は4〜20個の炭素原子を有し且つ1回又は複数回酸素によって中断されたアルキレンであり;
    式(IV)の化合物において、
    xは1〜3の整数であり且つ置換基Lは互いに独立して水素、それぞれの場合に1〜22個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ又はアルキルチオ、フェノキシ又はフェニルチオであり;
    式(V)の化合物において、
    及びQは、互いに独立して、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル、C〜C22アルキニル、C〜C12シクロアルキル、C〜C12シクロアルケニル、C〜C20アラルキル、C〜C20ヘテロアルキル、C〜C12シクロヘテロアルキル、C〜C11ヘテロアラルキル、C〜C20アリール、C〜Cヘテロアリール、COQ13又はCONQ1314であり;
    はCN;−COOQ;−CONHQ;−COQ;−SO;−CONQ;C〜C20アリール;又はC〜Cヘテロアリールであり;
    はCN;−COOQ;−CONHQ;−COQ;−SO;−CONQ;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル、C〜C22アルキニル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル、C〜C11ヘテロアラルキル;C〜C20アリール;又はC〜Cヘテロアリールであり;
    、Q、Q及びQは、互いに独立して、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル;C〜C22アルキニル、C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル;C〜C11ヘテロアラルキル;C〜C20アリール;C〜Cヘテロアリール;SiQ151617;Si(OQ15)(OQ16)(OQ17);SiQ15(OQ16)(OQ17);SiQ1516(OQ17);又は基−XSであり;
    、L又はLは、互いに独立して、水素、C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル;C〜C22アルキニル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル;C〜C11ヘテロアラルキル;C〜C20アリール;C〜Cヘテロアリール;CN;OH;OQ;又はCOOQであり;
    は、水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルケニル;C〜C22アルキニル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C20アラルキル;C〜C20ヘテロアルキル;C〜C12シクロヘテロアルキル;C〜C11ヘテロ−アラルキル;C〜C20アリール;又はC〜Cヘテロアリールであり;
    及びL、L及びL、L及びL、L及びQ、L及びQ、L及びQ、L及びQ、L及びQ、L及びQ、Q及びQ、Q及びQ、Q及びQ、Q及びQは、一緒に連結して1、2、3又は4つの炭素環又はN、O及び/又はS−複素環を形成し、該環は更に他の芳香環と縮合されてよく;
    10は、Q13;COQ13;COOQ13;CONH;CONHQ13;又はCONQ1314を表し;
    11は、ハロゲン;OH;NH;NHQ15;NQ1516;NQ15OQ16;O−Q15;O−CO−Q15;S−Q15;CO−Q15;オキソ;チオノ;CN;COOH;CONH;COOQ15;CONHQ15;CONQ1516;SONH;SONHQ15;SONQ1516;SO15;SO15;SiQ151617;SiOQ15(OQ16)(OQ17);SiQ15(OQ16)(OQ17);SiQ1516(OQ17);O−Si−Q151617;O−Si−OQ15(OQ16)(OQ17);O−Si−Q1516(OQ17);O−SiQ15(OQ16)(OQ17);PO(OQ15)(OQ16);又は基−XSを表し;
    12は、ハロゲン、CN、SH、OH、CHO、Q18;OQ18;SQ18;C(Q18)=CQ1920;O−CO−Q19;NHQ19;NQ1819;CONH;CONHQ18;CONQ1819;SONH;SONHQ18;SONQ1819;SO18;COOH;COOQ18;OCOOQ18;NHCOQ18;NQ18COQ19;NHCOOQ19;NQ19COOQ20;SiQ151617;SiOQ15(OQ16)(OQ17);SiQ15(OQ16)(OQ17);SiQ1516(OQ17);OSiQ151617;OSiOQ15(OQ16)(OQ17);OSiQ1516(OQ17);OSiQ15(OQ16)(OQ17);P(=O)OQ19OQ20;P(=O)Q19OQ20;P(=O)Q1920;又は基−XSを表すか、又はC〜C22アルキル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12アルケニル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C12アルキルチオ;C〜C12シクロアルキルチオ;C〜C12アルケニルチオ;C〜C12シクロアルケニルチオ;C〜C12アルコキシ;C〜C12シクロアルコキシ;C〜C12アルケニルオキシ;又はC〜C12シクロアルケニルオキシからなる群から選択され、これらは非置換であるか又は1つ以上の、同一又は異なるQ11で置換されてよく;
    13、Q14、Q15、Q16、Q17、Q18、Q19及びQ20は、互いに独立してC〜C22アルキル;C〜C12シクロアルキル;C〜C12アルケニル;C〜C12シクロアルケニル;C〜C14アリール;C〜C12ヘテロアリール;C〜C18アラルキル又はC〜C16ヘテロアラルキルであるか;又は
    13及びQ14、Q15及びQ16、Q16及びQ17及び/又はQ18及びQ19は、一緒に連結されて非置換であるか又はC〜Cアルキルで置換されたピロリジン、ピペリジン、ピペラジン又はモルホリンを形成してよく;
    Xは、リンカーを表し;
    Sは、シラン部分、オリゴシロキサン部分又はポリシロキサン部分を示し;
    「オリゴシロキサン」との用語は、一般式Si(Q15[OSi(Q16)]の基を表し、
    式中、
    mは0、1又は2の値を有し、
    oは3、2又は1の値を有し、且つm+oは3の値を有するか又は以下の一般式
    Figure 2014508196
    (式中、
    AはリンカーXへの結合を表し;且つ
    pは1〜9の値を有する)
    の基を表し;
    「ポリシロキサン」との用語は、この文脈において以下の一般式
    Figure 2014508196
    の基を表し;その際、
    AはリンカーXへの結合を表し;
    sは4〜250の値を有し;
    tは5〜250の値を有し;
    qは1〜30の値を有し;
    nは1又は整数であり;
    nは1〜6であり;
    n=2の場合、Q、Q又はQは二価のアルキル基であるか;又はQ及びQは、それらに連結する2つの窒素原子と一緒に非置換であるか又はアルキル置換された以下の環
    Figure 2014508196
    を形成し;
    vは1〜4であり、
    wは1〜4であり;
    n=3である場合、Q、Q又はQは三価のアルキル基であり;
    n=4である場合、Q、Q又はQは四価のアルキル基であり;且つ
    式V中のQ及びQは同時に水素ではない、請求項2に記載の素子。
  4. 2−ヒドロキシベンゾフェノンが、2−ヒドロキシベンゾフェノンの、4−ヒドロキシ、4−メトキシ、4−オクチルオキシ、4−デシルオキシ、4−ドデシルオキシ、4−ベンジルオキシ、及び2’−ヒドロキシ−4,4’−ジメトキシ誘導体からなる群から選択され;
    2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾールが、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(5’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−sec−ブチル−5’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−4’−オクチルオキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ジ−tert−アミル−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’,5’−ビス−(α,α−ジメチルベンジル)−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−[2−(2−エチルヘキシルオキシ)−カルボニルエチル]−2’−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−5’−[2−(2−エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル]−2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−ドデシル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−(2−イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニルベンゾトリアゾール、2,2’−メチレン−ビス[4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−ベンゾトリアゾール−2−イルフェノール];2−[3’−tert−ブチル−5’−(2−メトキシカルボニルエチル)−2’−ヒドロキシフェニル]−2H−ベンゾトリアゾールとポリエチレングリコール300とのエステル交換生成物;[R−CHCH−COO−CHCH−](式中、R=3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシ−5’−2H−ベンゾトリアゾール−2−イルフェニル)、2−[2’−ヒドロキシ−3’−(α,α−ジメチルベンジル)−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−フェニル]ベンゾトリアゾール;5−トリフルオロメチル−2−(2−ヒドロキシ−3−アルファ−クミル−5−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール;及び2−[2’−ヒドロキシ−3’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−5’−(α,α−ジメチルベンジル)−フェニル]ベンゾトリアゾールからなる群から選択され;
    2−ヒドロキシフェニルトリアジンが、2,4,6−トリス(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(2−ヒドロキシ−4−プロピルオキシフェニル)−6−(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−4,6−ビス(4−メチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−トリデシルオキシフェニル)−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−ブチルオキシ−プロポキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−オクチルオキシ−プロピルオキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[4−(3−ドデシルオキシ/トリデシルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)−2−ヒドロキシ−フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−[2−ヒドロキシ−4−(2−ヒドロキシ−3−ドデシルオキシ−プロポキシ)フェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−ヘキシルオキシ)フェニル−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン、2,4,6−トリス[2−ヒドロキシ−4−(3−ブトキシ−2−ヒドロキシ−プロポキシ)フェニル]−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシフェニル)−4−(4−メトキシフェニル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン、2−{2−ヒドロキシ−4−[3−(2−エチルヘキシル−1−オキシ)−2−ヒドロキシプロピルオキシ]フェニル}−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−(2−エチルヘキシル)オキシ)フェニル−4,6−ジ(4−フェニル)フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス−[(4−(2−エチルヘキシルオキシ)−2−ヒドロキシフェニル)]−6−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン)、2,4−ビス−[(4−(2−ヒドロキシエチルオキシ)−2−ヒドロキシフェニル)]−6−(4−クロロフェニル)−1,3,5−トリアジン)、2,4−ビス−(4−ブチルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−6−(2,4−ジブチルオキシフェニル)−1,3,5−トリアジン)、2−(2−ヒドロキシ−4−[2−エチルヘキシルオキシ]フェニル)−4,6−ジ(4−フェニル)フェニル−1,3,5−トリアジン、2−(2−ヒドロキシ−4−[1−オクチルオキシカルボニル−エチル]オキシ−フェニル)−4,6−ジ(4−フェニル)フェニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス−(4−[1−オクチルオキシカルボニル]−エチルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−6−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン)、2,4,6−トリス−(4−[1−オクチルオキシカルボニル]−エチルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン)、2,4−ビス−(4−[1−オクチルオキシカルボニル]−エチルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−6−(4−[1−オクチルオキシカルボニル]−エチルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−1,3,5−トリアジン)からなる群から選択され;
    メロシアニンが、以下の式
    Figure 2014508196
    の化合物、及びそれらのE/Z異性体からなる群から選択される、請求項3に記載の素子。
  5. 抗ラジカル剤が以下の式(1)
    Figure 2014508196
    (式中、上記式において
    は水素;C〜C22アルキル;C〜C22アルキルチオ;C〜C22アルキルチオアルキル;C〜Cシクロアルキル;フェニル;C〜Cフェニルアルキル;又はSOMであり;
    はC〜C22アルキル;C〜Cシクロアルキル;フェニル;又はC〜Cフェニルアルキルであり;
    Qは−C2m−;以下の式
    Figure 2014508196
    ;−C2m−NH;以下の式
    Figure 2014508196
    の基であり;
    Tは−C2n−;−(CH−O−CH−;フェニレン;以下の式
    Figure 2014508196
    ;又は以下の式(1c)
    Figure 2014508196
    の基であり;
    Vは−O−;又は−NH−であり;
    aは0;1;又は2であり;
    b、c、d及びgはそれぞれ互いに独立して0又は1であり;
    eは1〜4の整数であり;
    fは1〜3の整数であり;且つ
    m、n及びpはそれぞれ互いに独立して1〜3の整数であり;
    qは0又は1〜3の整数であり;
    e=1である場合、
    は水素;C〜C22アルキル;C〜Cシクロアルキル;C〜C22アルキルチオ;C〜C22アルキルチオアルキル;C〜C18アルケニル;C〜C18フェニルアルキル;M;SOM;以下の式
    Figure 2014508196
    の基であるか;
    又はGはOH及び/又はC〜C22アルカノイルオキシによって置換されたプロピルであり;
    Mはアルカリ;アンモニウム;Hであり;
    e=2の場合、b及びcはそれぞれ独立して0及び1から選択され;
    は直接結合;−CH−;以下の式
    Figure 2014508196
    ;又は−S−であるか;又はGはOH又はC〜C22アルカノイルオキシによって置換されたプロピルであり;
    e=3の場合、b及びcはそれぞれ独立して0及び1から選択され;
    は以下の式
    Figure 2014508196
    の基であり、
    e=4の場合、b及びcはそれぞれ独立して0及び1から選択され;
    は以下の式
    Figure 2014508196
    であり;
    はそれぞれ互いに独立して水素;又はC〜C22アルキルである)
    の化合物である、請求項2から4までのいずれか1項に記載の素子。
  6. ジケトピロロピロールポリマーが、繰り返し単位中に、以下の式
    Figure 2014508196
    (式中、R及びRは同じであるか又は互いに異なり且つ水素;C〜C100アルキル基;−COOR106;1つ以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、又はC〜C18アリール基で置換された及び/又は−O−、−COO−、−OCO−、又は−S−によって中断されたC〜C100アルキル基;C〜C100アリールアルキル基;カルバモイル基;C〜Cアルキル基及び/又はC〜Cアルコキシ基によって1〜3回置換され得るC〜C12シクロアルキル基;C〜C24アリール基、特に、C〜Cアルキル基、C〜C25チオアルコキシ基、及び/又はC〜C25アルコキシ基によって1〜3回置換され得るフェニル又は1−又は2−ナフチル;及びペンタフルオロフェニルからなる群から選択され;ここでR106はC〜C50アルキル基、好ましくはC〜C25アルキル基である)
    によって表される、1つ以上のDPP骨格を含むことを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の素子。
  7. ジケトピロロピロールポリマーが、以下の式
    Figure 2014508196
    (式中、
    及びRは独立して水素、C〜C100アルキル基、例えば、C〜C24アルキル基;1つ以上のハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、−CN、C〜C18アリール基で置換された及び/又は−O−、−COO−、−OCO−、又は−S−によって中断された前記アルキル基;COO−C〜C50アルキル;C〜C100アリールアルキル基;カルバモイル基;C〜Cアルキル及び/又はC〜Cアルコキシで1回〜3回置換され得るC〜C12シクロアルキル;C〜C24アリール、特に、C〜Cアルキル、C〜Cチオアルコキシ、及び/又はC〜Cアルコキシで1〜3回置換され得るフェニル又は1−又は2−ナフチル、又はペンタフルオロフェニルから選択され;その際、R及びRは好ましくは任意に分枝鎖状のC〜C36アルキル基であり;
    Arは独立して以下の式
    Figure 2014508196
    (式中、Rは水素、C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシであり、且つR32はメチル、Cl又はメトキシである)
    の基を表し、
    Arは好ましくは、それぞれ非置換であるか又はR3’で置換され得る、2,5−チエニレン及び2,5−フリレンから選択される二価の基、又は以下の式
    Figure 2014508196
    の二価のチオフェン部分又はチアゾール部分、又は以下の式
    Figure 2014508196
    の二価のピロール部分を表し、その際、X及びXのうちの一方はNであり、他方はCH又はCR3’であり、且つR3’は独立してハロゲン、例えば、フルオロ、又はC〜C25アルキル基、C〜C25アリールアルキル、又はC〜C25アルコキシ、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキル基を表し;
    104及びR104’は独立して水素であるか又はR3’について定義される通りであり;且つ
    116は水素、C〜C18アリール;C〜C18アルキル、C〜C18ペルフルオロアルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;C〜C25アルキル又はCOO−C〜C25アルキル(それぞれ非置換であるか又はそのアルキル部分においてCN、ハロゲン、C〜C18アリールで置換される、及び/又は、そのアルキル部分が2つ以上の炭素原子を含む場合、−CO−、−COO−、−CONR112−、−O−、−NR112−、又は−S−によって中断され得る;ここでR112はH;C〜C18アリール;C〜C18アルキル、又はC〜C18アルコキシで置換されたC〜C18アリール;C〜C18アルキル;又は−O−によって中断されたC〜C18アルキルである)
    の少なくとも1つの繰り返し単位を含む、請求項1から6までのいずれか1項に記載の素子。
  8. ジケトピロロピロールポリマーが以下の式
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    (式中、R、R、R’及びR2’は互いに独立してC〜C36アルキル基、特にC〜C36アルキル基であり、
    104はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
    15、R15’、R17及びR17’は互いに独立してH、又はC〜C25アルキル基、特に、1つ以上の酸素原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
    20及びR20’は互いに独立して水素、C〜C25アラルキル、C〜C25アルキル、特に、1つ以上の酸素原子又は硫黄原子によって任意に中断され得る、C〜C25アルキルであり、
    100及びR100’はHであり、
    101及びR101’はH、C〜C25アルキル基、又はC〜C25アルコキシ基であり、
    102及びR102’はH、又はC〜C25アルキル基であり、
    103及びR103’はH、又はC〜C25アルキル基であり、
    116はH、又はC〜C25アルキル基であり、
    120及びR120’はC〜C35アルキル基であり、
    nは4〜1000、特に、4〜200、非常に特に5〜100であり、且つ
    x=0.995〜0.005、y=0.005〜0.995、特に、x=0.2〜0.8、y=0.8〜0.2であり、その際、x+y=1である)
    である、請求項6又は7に記載の素子。
  9. ジケトピロロピロールポリマーが以下の式
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    Figure 2014508196
    (式中、R及びR1’’はC〜C38アルキル基であり、
    15、R15’、及びRはC〜C18アルキル基、特にC〜C18アルキル基であり、
    1’はC〜C36アルキルであり、
    3’はC〜C18アルキル、特にC〜C18アルキル基であり、R≠R1’及び/又はR≠R3’であり、
    xは0.005〜0.995、好ましくは0.01〜0.99であり、
    yは0.995〜0.005、好ましくは0.99〜0.01である)
    のポリマーである、請求項1から7までのいずれか1項に記載の素子。
  10. ポリスチレン標準を用いて高温ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される、ジケトピロロピロールポリマーの平均分子量が、4000〜2000000ダルトン、更に好ましくは10000〜1000000ダルトン、最も好ましくは10000〜100000ダルトンの範囲である、請求項1から9までのいずれか1項に記載の素子。
  11. 少なくとも1種のジケトピロロピロールポリマー及び少なくとも1種の安定化剤を含む混合物において、安定化剤の、ジケトピロロピロールポリマーに対する質量比が、0.0001:1から0.1:1まで、好ましくは0.001:1から0.05未満:1まで、更に好ましくは0.005:1から0.025:1までの範囲である、請求項1から10までのいずれか1項に記載の素子。
  12. 混合物が更に少なくとも1種の電子受容体材料を含み、該電子受容体材料は、好ましくは60〜96個の炭素原子を有する、好ましくは任意に好適に変性したフラーレンであり、その際、混合物において、電子受容体材料の、ジケトピロロピロールポリマーに対する質量比が、好ましくは0.1:1〜10:1、更に好ましくは0.5:1〜3:1、更に好ましくは0.8:1〜2:1の範囲である、請求項1から11までのいずれか1項に記載の素子。
  13. 請求項1から12までのいずれか1項に記載の素子であって、
    (a)カソード;
    (b)任意に遷移層;
    (c)光起電力層;
    (d)任意に平坦化層;
    (j)アノード;
    (k)基材
    を含み、任意に更に、
    (e)中間電極;
    (f)任意に更なる電極;
    (g)任意に遷移層;
    (h)更なる光起電力層;
    (i)任意に平坦化層
    を含む、前記素子。
  14. 請求項1から13までのいずれか1項に記載の有機光起電力素子の製造方法であって、
    (aa)少なくとも1種のジケトピロロピロールポリマー、好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である、少なくとも1種の安定化剤、及び好ましくは少なくとも1種の電子受容体材料を提供する工程;
    (bb)アノードが適用される、任意に、該アノードの上に平坦化層が適用される、基材を提供する工程;
    (cc)(aa)で提供された化合物と少なくとも1種の適した溶媒とを混合する工程;
    (dd)(cc)から得られた混合物をアノードの上に、任意に平坦化層の上に適用する工程
    を含み、
    その際、(dd)での適用が、コーティング、更に好ましくはスロットダイ(押出)コーティング又はリバースグラビアコーティング、又は印刷、更に好ましくはフレキソグラフィ印刷又は(順方向)グラビア印刷を介して実施される、前記製造方法。
  15. 好ましくはUV吸収剤又は抗ラジカル剤である少なくとも1種の安定化剤と、少なくとも1種のジケトピロロピロールポリマーとを含む混合物を、少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有する有機光起電力素子の製品寿命を増大させるために及び/又は少なくとも1つの光起電力層中に該混合物を含有する有機光起電力素子の製造中に少なくとも1種のジケトピロロピロールポリマーが分解するのを防ぐために用いる使用。
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