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WO2011138935A1 - 有機光電変換素子 - Google Patents

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WO2011138935A1
WO2011138935A1 PCT/JP2011/060494 JP2011060494W WO2011138935A1 WO 2011138935 A1 WO2011138935 A1 WO 2011138935A1 JP 2011060494 W JP2011060494 W JP 2011060494W WO 2011138935 A1 WO2011138935 A1 WO 2011138935A1
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WO
WIPO (PCT)
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group
compound
photoelectric conversion
condensed
organic photoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/060494
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English (en)
French (fr)
Inventor
上谷　保則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of WO2011138935A1 publication Critical patent/WO2011138935A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to an organic photoelectric conversion element.
  • an organic photoelectric conversion element such as an organic solar cell or an optical sensor
  • an organic photoelectric conversion element including a composition containing various polymer compounds has been studied.
  • an organic solar cell having an organic layer containing poly-3-hexylthiophene as a conjugated polymer compound and C60PCBM as a fullerene derivative is described (Advanced Functional Materials, Vol. 13, p.85, 2003).
  • the organic photoelectric conversion element has a problem that an open circuit voltage (Voc) is not always sufficient.
  • the present invention provides an organic photoelectric conversion element that can provide a high open-circuit voltage. That is, the present invention has a pair of electrodes and an organic layer provided between the electrodes, and the organic layer comprises a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound. An organic photoelectric conversion element is provided.
  • the organic photoelectric conversion device of the present invention has an organic layer containing a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed, preferably a condensed ring in which 4 to 7 benzene rings are condensed, and a conjugated polymer compound.
  • the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed means a compound having, as a partial structure, a condensed polycyclic hydrocarbon in which 4 to 10 optionally substituted benzene rings are condensed, Examples thereof include compounds having a pyrene ring, a tetracene ring, a chrysene ring, a triphenylene ring, a perylene ring, a pentacene ring, and a picene ring.
  • the substituents that these compounds may have include a halogen atom, an alkyl group that may be substituted with fluorine, an alkoxy group that may be substituted with fluorine, an alkylthio group that may be substituted with fluorine, and a substituted group.
  • halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • the alkyl group usually has 1 to 20 carbon atoms, and may be linear, branched or cyclic. Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, 3-methylbutyl group, pentyl group, hexyl group and 2-ethylhexyl.
  • alkyl group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom examples include a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a perfluorobutyl group, a perfluorohexyl group, and a perfluorooctyl group.
  • the alkoxy group usually has 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl portion thereof may be linear or branched, or may be cyclic.
  • alkoxy group examples include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, heptyl
  • examples thereof include an oxy group, an octyloxy group, a 2-ethylhexyloxy group, a nonyloxy group, a decyloxy group, a 3,7-dimethyloctyloxy group, and a lauryloxy group.
  • Examples of the alkoxy group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom include a trifluoromethoxy group, a pentafluoroethoxy group, a perfluorobutoxy group, a perfluorohexyloxy group, and a perfluorooctyloxy group.
  • the alkylthio group usually has 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl portion may be linear or branched or may be cyclic.
  • alkylthio group examples include methylthio group, ethylthio group, propylthio group, isopropylthio group, butylthio group, isobutylthio group, sec-butylthio group, tert-butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, cyclohexylthio group, heptylthio group.
  • Examples of the alkylthio group in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom include a trifluoromethylthio group.
  • An aryl group is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom on an aromatic ring from an aromatic hydrocarbon, having a benzene ring, a condensed ring, an independent benzene ring or two or more condensed rings directly Or the thing couple
  • the aryl group usually has 6 to 60 carbon atoms, preferably 6 to 48 carbon atoms.
  • the aryl group may have a substituent.
  • substituents examples include a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxy group having a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms in the structure thereof, formula (1): (In the formula, g represents an integer of 1 to 6, and h represents an integer of 0 to 5.) And a group represented by formula (I) and a fluorine atom.
  • aryl group which may be substituted include a phenyl group and a C 1 to C 12 alkoxyphenyl group (C 1 to C 12 represents 1 to 12 carbon atoms. The same applies hereinafter.
  • C 1 ⁇ C 12 alkylphenyl group 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthracenyl group, 9-anthracenyl group and a pentafluorophenyl group and the like
  • C 1 ⁇ C 12 alkoxy A phenyl group and a C 1 -C 12 alkylphenyl group are preferred.
  • C 1 to C 12 alkoxyphenyl group examples include a methoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a propoxyphenyl group, an isopropoxyphenyl group, a butoxyphenyl group, an isobutoxyphenyl group, a sec-butoxyphenyl group, and a tert-butoxyphenyl group.
  • C 1 ⁇ C 12 alkyl phenyl group methylphenyl group, ethylphenyl group, dimethylphenyl group, propylphenyl group, mesityl group, methylethylphenyl group, isopropylphenyl group, butylphenyl group, isobutylphenyl group
  • Examples include sec-butylphenyl group, tert-butylphenyl group, pentylphenyl group, isoamylphenyl group, hexylphenyl group, heptylphenyl group, octylphenyl group, nonylphenyl group, decylphenyl group and dodecylphenyl group.
  • the aryloxy group usually has 6 to 60 carbon atoms, preferably 6 to 48 carbon atoms.
  • the aryloxy group may have a substituent. Specific examples of the substituent are the same as those described above as the substituent of the aryl group.
  • Specific examples of the optionally substituted aryloxy group include a phenoxy group, a C 1 to C 12 alkoxyphenoxy group, a C 1 to C 12 alkylphenoxy group, a 1-naphthyloxy group, a 2-naphthyloxy group, and pentafluoro phenoxy group and the like, C 1 ⁇ C 12 alkoxyphenoxy groups and C 1 ⁇ C 12 alkylphenoxy group are preferable.
  • C 1 -C 12 alkoxy examples include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, cyclohexyloxy, heptyloxy, octyloxy, 2- Examples include ethylhexyloxy, nonyloxy, decyloxy, 3,7-dimethyloctyloxy and lauryloxy.
  • C 1 to C 12 alkylphenoxy group examples include methylphenoxy group, ethylphenoxy group, dimethylphenoxy group, propylphenoxy group, 1,3,5-trimethylphenoxy group, methylethylphenoxy group, isopropylphenoxy group, butyl Phenoxy group, isobutylphenoxy group, sec-butylphenoxy group, tert-butylphenoxy group, pentylphenoxy group, isoamylphenoxy group, hexylphenoxy group, heptylphenoxy group, octylphenoxy group, nonylphenoxy group, decylphenoxy group and dodecylphenoxy group Is mentioned.
  • the arylthio group usually has 6 to 60 carbon atoms.
  • the arylthio group may have a substituent. Specific examples of the substituent are the same as those described above as the substituent of the aryl group. Specific examples of the optionally substituted arylthio group, phenylthio group, C 1 ⁇ C 12 alkoxyphenyl-thio group, C 1 ⁇ C 12 alkyl phenylthio group, 1-naphthylthio group, 2-naphthylthio group and pentafluorophenyl A thio group is mentioned.
  • the arylalkyl group usually has 7 to 60 carbon atoms.
  • the arylalkyl group may have a substituent.
  • substituents are the same as those described above as the substituent of the aryl group.
  • arylalkyl group which may be substituted include a phenyl-C 1 -C 12 alkyl group, a C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkyl group, and a C 1 -C 12 alkylphenyl-C. Examples include 1 to C 12 alkyl groups, 1-naphthyl-C 1 to C 12 alkyl groups, and 2-naphthyl-C 1 to C 12 alkyl groups.
  • the arylalkoxy group usually has 7 to 60 carbon atoms.
  • the arylalkoxy group may have a substituent.
  • substituents are the same as those described above as the substituent of the aryl group.
  • optionally substituted arylalkoxy group include phenyl-C 1 -C 12 alkoxy group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkoxy group, C 1 -C 12 alkylphenyl-C Examples include a 1 to C 12 alkoxy group, a 1-naphthyl-C 1 to C 12 alkoxy group, and a 2-naphthyl-C 1 to C 12 alkoxy group.
  • the arylalkylthio group usually has 7 to 60 carbon atoms.
  • the arylalkylthio group may have a substituent.
  • substituents are the same as those described above as the substituent of the aryl group.
  • optionally substituted arylalkylthio group include a phenyl-C 1 -C 12 alkylthio group, a C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkylthio group, and a C 1 -C 12 alkylphenyl-C. Examples include 1 to C 12 alkylthio groups, 1-naphthyl-C 1 to C 12 alkylthio groups, and 2-naphthyl-C 1 to C 12 alkylthio groups.
  • the aromatic heterocyclic group is a group obtained by removing one hydrogen atom on an aromatic ring from an aromatic heterocyclic compound which may have a substituent.
  • the carbon number of the aromatic heterocyclic group is usually 2 to 60.
  • Specific examples of the aromatic heterocyclic group include pyridyl group, furyl group, piperidyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, pyrrolyl group, carbazolyl group, and these groups having a substituent.
  • the substituent include a straight-chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and a straight chain having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples thereof include an alkoxy group having a chain or branched alkyl group or a cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms in its structure.
  • the acyl group means a group obtained by removing a hydroxyl group (OH of —COOH moiety) from carboxylic acid, and is, for example, a group represented by the following formula.
  • R ′ represents an alkyl group which may be substituted with fluorine or an aryl group which may be substituted.
  • Specific examples of the optionally substituted alkyl group and optionally substituted aryl group represented by R ′ include the above-described optionally substituted alkyl group and optionally substituted aryl group. The same.
  • An imide group means a group obtained by removing a hydrogen atom on a nitrogen atom in an imide part from an imide compound, and specific examples are a succinimide group and a phthalimide group.
  • the boric acid ester residue is a group obtained by removing a hydroxyl group from a boric acid diester, and examples of the boric acid diester include dialkyl esters, diaryl esters, diarylalkyl esters and the like. Specific examples of the boric acid ester residue include groups represented by the following formulas.
  • stannyl group examples include a stannyl group, a trichlorostannyl group, a trimethylstannyl group, a triethylstannyl group, a tributylstannyl group, a triphenylstannyl group, and a tribenzylstannyl group.
  • the sulfonic acid residue is a group obtained by removing an acidic hydrogen atom (H of the —SO 3 H moiety) from sulfonic acid.
  • the sulfonic acid include alkanesulfonic acid (for example, methanesulfonic acid, ethanesulfone).
  • the substituent of the condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed is preferably an alkyl group or a halogen atom.
  • Examples of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed include the following compounds.
  • a preferred embodiment of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed is a compound having a pyrene ring.
  • a substituent which this compound has a halogen atom, an alkyl group, and an aryl group are preferable.
  • Another preferred embodiment of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed is a compound having a perylene ring.
  • a substituent which this compound has, a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an aryloxy group, and an imide group are preferable.
  • the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed contained in the organic layer of the organic photoelectric conversion device of the present invention may be one type or two or more types.
  • the conjugated polymer compound used in the organic photoelectric conversion device of the present invention includes (1) a polymer compound substantially composed of a structure in which double bonds and single bonds are alternately arranged, and (2) double bonds and single bonds. Or (3) a structure in which double bonds and single bonds are alternately arranged, and a double bond and single bond through a nitrogen atom.
  • conjugated polymer compound when the repeating units are bonded via a linking group, examples of the linking group include phenylene, biphenyldiyl, naphthalenediyl, anthracenediyl, and the like.
  • the conjugated polymer compound used in the present invention preferably has one or more repeating units selected from the group consisting of formula (2) and formula (3) from the viewpoint of charge transportability. [Wherein R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 and R 10 are the same or different and may be substituted with a hydrogen atom or fluorine.
  • Alkyl group optionally substituted fluorine group alkoxy group, optionally substituted fluorine atom substituted alkylthio group, optionally substituted aryl group, optionally substituted aryloxy group, optionally substituted arylthio group Represents an optionally substituted arylalkyl group, an optionally substituted arylalkoxy group or an optionally substituted arylalkylthio group.
  • a fluorine-substituted alkyl group represented by R 1 to R 10 a fluorine-substituted alkoxy group, a fluorine-substituted alkylthio group, a substituted aryl group, a substituted Definition and specifics of aryloxy group which may be substituted, arylthio group which may be substituted, arylalkyl group which may be substituted, arylalkoxy group which may be substituted and arylalkylthio group which may be substituted Examples include a fluorine-substituted alkyl group, a fluorine-substituted alkoxy group, a fluorine-substituted alkyl compound which may have a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed.
  • the conjugated polymer compound preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 5 ⁇ 10 2 to 1 ⁇ 10 7 from the viewpoint of film forming ability and solubility in a solvent, and is preferably 1 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ . 10 6 is more preferable.
  • the conjugated polymer compound contained in the organic layer of the organic photoelectric conversion element of the present invention may be one type or two or more types.
  • the conjugated polymer compound is prepared by synthesizing a monomer having a functional group suitable for the polymerization reaction used for its production, and then, if necessary, dissolving the monomer in an organic solvent to obtain an alkali or a suitable catalyst. It can be produced by polymerizing the monomer by a known polymerization method such as aryl coupling using a ligand.
  • the organic layer of the organic photoelectric conversion device of the present invention includes a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound.
  • the weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed in the organic layer is preferably 0.1 to 10000 parts by weight, more preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conjugated polymer compound. 1000 parts by weight.
  • the organic layer of the organic photoelectric conversion device of the present invention may contain only a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound, and further contains an electron-accepting compound. It may be.
  • Examples of the electron-accepting compound include oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, 8-hydroxyquinoline and metal complexes of derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and its derivatives, polyfluorene and its derivatives, fullerene and derivatives thereof such as C 60, carbon nanotube, 2,9 Examples include phenanthroline derivatives such as -dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, and fullerene and derivatives thereof are particularly preferable.
  • the weight of the electron accepting compound in the organic layer is 100 parts by weight of the total weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and the weight of the conjugated polymer compound. Then, it is preferably 1 to 10,000 parts by weight, and more preferably 10 to 2000 parts by weight.
  • Fullerenes and derivatives thereof include C 60 , C 70 , C 84 and derivatives thereof.
  • the fullerene derivative represents a fullerene having a substituent.
  • Specific examples of the C 60 derivative include the following.
  • Specific examples of the C 70 derivative include the following.
  • the organic layer of the organic photoelectric conversion device of the present invention may further contain an electron donating compound.
  • Examples of the electron donating compound include pyrazoline derivatives, arylamine derivatives, stilbene derivatives, triphenyldiamine derivatives, oligothiophene and derivatives thereof, polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, and aromatic amines in side chains or main chains. And polysiloxane derivatives, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, polyphenylene vinylene and derivatives thereof, and polythienylene vinylene and derivatives thereof.
  • the weight of the electron donating compound in the organic layer is 100 parts by weight of the total weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and the weight of the conjugated polymer compound. Then, it is preferably 1 to 100,000 parts by weight, and more preferably 10 to 1000 parts by weight.
  • the organic layer of the organic photoelectric conversion device of the present invention has a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed, a conjugated polymer compound, and an electron donating property within a range not impairing the charge transport property and the charge injection property. Components other than the compound and the electron-accepting compound may be included.
  • the organic photoelectric conversion device of the present invention has an organic layer containing a pair of electrodes, a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed between the electrodes, and a conjugated polymer compound.
  • a composition of a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound can be used as an electron-accepting compound or an electron-donating compound.
  • the conjugated polymer compound is an electron donating compound and the other is an electron accepting compound, It may have both functions of a receptor.
  • the composition is preferably used as an electron donating compound. It is preferable that at least one of the pair of electrodes is transparent or translucent.
  • the operation mechanism of the organic photoelectric conversion element will be described. Light energy incident from a transparent or translucent electrode is absorbed by the electron-accepting compound and / or the electron-donating compound to generate excitons in which electrons and holes are combined. When the generated excitons move and reach the heterojunction interface where the electron-accepting compound and the electron-donating compound are adjacent to each other, electrons and holes are separated due to the difference in HOMO energy and LUMO energy at the interface. Electric charges (electrons and holes) that can move are generated. The generated charges can be taken out as electric energy (current) by moving to the electrodes.
  • Voc open-circuit voltage
  • a high value of Voc is one factor that develops high photoelectric conversion efficiency.
  • Specific examples of the organic photoelectric conversion device of the present invention include the following 1. ⁇ 5.
  • the organic photoelectric conversion element of this is mentioned. 1. A first organic layer containing a pair of electrodes, a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed between the electrodes, and a conjugated polymer compound; and provided adjacent to the first organic layer An organic photoelectric conversion device having a second organic layer containing the obtained electron donating compound; 2.
  • An organic photoelectric conversion device having a pair of electrodes and an organic layer containing a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed between the electrodes, a conjugated polymer compound, and an electron-accepting compound; 5.
  • An organic photoelectric conversion element comprising a pair of electrodes and at least one organic layer containing a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed between the electrodes, a conjugated polymer compound, and an electron accepting compound.
  • An organic photoelectric conversion element in which the electron-accepting compound is a fullerene derivative; In addition, said 5.
  • the weight of the fullerene derivative in the organic layer is 100 parts by weight of the total of the weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and the weight of the conjugated polymer compound
  • the amount is preferably 10 to 1000 parts by weight, and more preferably 50 to 500 parts by weight.
  • the organic photoelectric conversion element of the present invention 3. 4. 5. From the standpoint of including a large number of heterojunction interfaces, the above organic photoelectric conversion element is preferable.
  • the organic photoelectric conversion element is more preferable.
  • an additional layer may be provided between at least one electrode and the organic layer in the element.
  • the additional layer examples include a charge transport layer that transports holes or electrons.
  • the electron acceptor suitably used for the organic photoelectric conversion element is a HOMO of the electron acceptor.
  • the energy is higher than the HOMO energy of the conjugated polymer compound and the HOMO energy of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed, and the LUMO energy of the electron acceptor is the LUMO energy and benzene ring of the conjugated polymer compound.
  • an electron donor preferably used for an organic photoelectric conversion element is an electron donor.
  • the HOMO energy of the conjugated polymer compound is lower than the HOMO energy of the conjugated polymer compound and the HOMO energy of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed, and the LUMO energy of the electron donor is the LUMO energy of the conjugated polymer compound.
  • the organic photoelectric conversion element of the present invention is usually formed on a substrate.
  • the substrate may be any substrate that does not chemically change when an electrode is formed and an organic layer is formed.
  • the material for the substrate include glass, plastic, polymer film, and silicon.
  • the opposite electrode that is, the electrode far from the substrate
  • the opposite electrode is preferably transparent or translucent.
  • a material of the pair of electrodes a metal, a conductive polymer, or the like can be used, and one of the pair of electrodes is preferably a material having a low work function.
  • metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, aluminum, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, ytterbium, and two of them
  • One or more alloys, or one or more of them and an alloy of one or more of gold, silver, platinum, copper, manganese, titanium, cobalt, nickel, tungsten, tin, graphite, or a graphite intercalation compound are used. It is done.
  • the alloy examples include magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, magnesium-aluminum alloy, indium-silver alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-magnesium alloy, lithium-indium alloy, and calcium-aluminum alloy.
  • the material of the transparent or translucent electrode include a conductive metal oxide film and a translucent metal thin film. Specifically, a film formed using a conductive material made of indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide, etc., which is a composite thereof, NESA Gold, platinum, silver, and copper are used, and ITO, indium / zinc / oxide, and tin oxide are preferable.
  • Examples of the method for producing the electrode include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, and the like.
  • organic transparent conductive films such as polyaniline and its derivative (s), polythiophene, and its derivative (s) as an electrode material.
  • the charge transport layer As the material used for the charge transport layer as the additional layer, that is, the hole transport layer and the electron transport layer, the aforementioned electron donating compound and electron accepting compound can be used, respectively.
  • As a material used for the buffer layer as an additional layer an alkali metal such as lithium fluoride, an alkaline earth metal halide, an oxide, or the like can be used.
  • an organic thin film containing a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound can be used as the organic layer in the organic photoelectric conversion element of the present invention.
  • the organic thin film generally has a thickness of 1 nm to 100 ⁇ m, preferably 2 nm to 1000 nm, more preferably 5 nm to 500 nm, and further preferably 20 nm to 200 nm.
  • a polymer other than the conjugated polymer compound can be mixed and used.
  • the organic layer contained in the organic photoelectric conversion device of the present invention can be produced using a composition of a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound.
  • the organic layer when the organic layer further contains an electron-accepting compound, it can be produced using a composition of a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed, a conjugated polymer compound, and an electron-accepting compound. it can.
  • the organic layer when the organic layer further contains an electron donating compound, it is produced using a composition comprising a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed, a conjugated polymer compound and an electron donating compound. be able to.
  • the weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed in the composition is preferably 0.1 to 10000 parts by weight, more preferably 1 to 100 parts by weight of the conjugated polymer compound.
  • the weight of the electron accepting compound in the composition is the sum of the weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and the weight of the conjugated polymer compound. Is 100 parts by weight, preferably 1 to 10,000 parts by weight, more preferably 10 to 2000 parts by weight.
  • the weight of the electron donating compound in the composition is the sum of the weight of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and the weight of the conjugated polymer compound.
  • Is 100 to 100 parts by weight preferably 1 to 100,000 parts by weight, and more preferably 10 to 1000 parts by weight.
  • the method for producing the organic thin film is not particularly limited, and examples thereof include a method by film formation from a solution containing the composition and a solvent, but the thin film may be formed by a vacuum deposition method.
  • Examples of a method for producing an organic thin film by film formation from a solution include a method of producing an organic thin film by applying the solution on one electrode and then evaporating the solvent.
  • the solvent used for film formation from a solution is not particularly limited as long as it dissolves a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and a conjugated polymer compound.
  • solvent examples include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, butylbenzene, sec-butylbesen, and tert-butylbenzene, carbon tetrachloride, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobutane, and bromobutane.
  • hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene, tetralin, decalin, bicyclohexyl, butylbenzene, sec-butylbesen, and tert-butylbenzene
  • carbon tetrachloride chloroform
  • dichloromethane dichloroethane
  • chlorobutane chlorobutane
  • bromobutane bromobutane
  • Aliphatic halogenated hydrocarbon solvents such as chloropentane, bromopentane, chlorohexane, bromohexane, chlorocyclohexane, bromocyclohexane, aromatic halogenated hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, etc. Of ether solvents.
  • the composition of the compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings are condensed and the conjugated polymer compound used in the present invention can be usually dissolved in the solvent in an amount of 0.1% by weight or more.
  • spin coating method For film formation from solution, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen printing method, flexographic method Coating methods such as a printing method, an offset printing method, an ink jet printing method, a dispenser printing method, a nozzle coating method, a capillary coating method can be used, and a spin coating method, a flexographic printing method, an ink jet printing method, and a dispenser printing method are preferable.
  • the organic photoelectric conversion element By irradiating light such as sunlight from a transparent or translucent electrode, the organic photoelectric conversion element generates a photovoltaic force between the electrodes and can be operated as an organic thin film solar cell.
  • It can also be used as an organic thin film solar cell module by integrating a plurality of organic thin film solar cells.
  • a photocurrent flows and it can be operated as an organic photosensor.
  • It can also be used as an organic image sensor by integrating a plurality of organic photosensors.
  • the molecular weight of the conjugated polymer compound was determined by GPC Laboratories GPC (PL-GPC2000).
  • the conjugated polymer compound was dissolved in o-dichlorobenzene to a concentration of about 1% by weight.
  • As the mobile phase of GPC o-dichlorobenzene was used and allowed to flow at a measurement temperature of 140 ° C. at a flow rate of 1 mL / min.
  • the column three PLGEL 10 ⁇ m MIXED-B (manufactured by PL Laboratory) were connected in series.
  • conjugated polymer compound 1 a pentathienyl-fluorene copolymer represented by the following (hereinafter referred to as “conjugated polymer compound 1”) was obtained.
  • the conjugated polymer compound 1 had a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 5.4 ⁇ 10 4 and a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 1.1 ⁇ 10 5 .
  • Example 1 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell) The conjugated polymer compound 1 was dissolved in o-dichlorobenzene at a concentration of 0.5% (weight%). Thereafter, C60PCBM (phenyl C61-butyric acid methyl ester, trade name E100, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.) 3 times the weight of conjugated polymer compound 1 was mixed into the solution as an electron acceptor.
  • C60PCBM phenyl C61-butyric acid methyl ester, trade name E100, manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd.
  • an equal weight of the compound (E) was mixed into the solution with respect to the weight of the conjugated polymer compound 1.
  • the solution was filtered through a Teflon (registered trademark) filter having a pore size of 1.0 ⁇ m to prepare a coating solution.
  • a glass substrate provided with an ITO film with a thickness of 150 nm by a sputtering method was subjected to surface treatment by ozone UV treatment.
  • the coating solution was applied onto the ITO film by spin coating to obtain an active layer (film thickness of about 100 nm) of the organic thin film solar cell.
  • lithium fluoride was vapor-deposited with a thickness of 4 nm by a vacuum vapor deposition machine, and then Al was vapor-deposited with a thickness of 100 nm.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1 to 9 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa in all cases.
  • the shape of the obtained organic thin-film solar cell was a regular square of 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the organic thin film solar cell obtained was measured with Voc (open end voltage was measured with a solar simulator (trade name OTENTO-SUNII: AM1.5G filter, irradiance 100 mW / cm 2 , manufactured by Spectrometer Co., Ltd.). .
  • Example 2 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell) An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (F) was used instead of the compound (E), and Voc was measured. The measurement results are shown in Table 1.
  • Example 3 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell) An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (G) was used instead of the compound (E), and Voc was measured. The measurement results are shown in Table 1.
  • Example 4 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell) An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (H) was used instead of the compound (E), and Voc was measured. The measurement results are shown in Table 1.
  • Compound H can be synthesized by the method described in US Pat. No. 4,845,223.
  • Comparative Example 1 (Production and Evaluation of Organic Thin Film Solar Cell) An organic thin film solar cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a compound having a condensed ring in which 4 to 10 benzene rings were condensed was used, and Voc was measured. The measurement results are shown in Table 1.
  • the organic photoelectric conversion element of the present invention exhibits a high open-circuit voltage, the present invention is extremely useful.

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Abstract

　一対の電極と、該電極間に設けられた有機層とを有し、該有機層が、ベンゼン環が４～１０個縮合した縮合環を有する化合物、好ましくはピレン環を有する化合物又はペリレン環を有する化合物、と共役高分子化合物とを含む有機光電変換素子は、高い開放端電圧を付与し得る有用な有機光電変換素子である。

Description

有機光電変換素子
　本発明は、有機光電変換素子に関する。
　近年、有機半導体材料を有機光電変換素子（有機太陽電池、光センサー等）の活性層に用いる検討が活発に行われている。中でも、有機半導体材料として高分子化合物を含む組成物を用いれば、安価な塗布法で活性層を作製することができるため、様々な高分子化合物を含有する組成物を含む有機光電変換素子が検討されている。例えば、共役高分子化合物であるポリ３−ヘキシルチオフェンとフラーレン誘導体であるＣ６０ＰＣＢＭとを含む有機層を有する有機太陽電池が記載されている（アドバンスト　ファンクショナル　マテリアルズ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、第１３巻、ｐ．８５、２００３年）。
　しかし、前記有機光電変換素子は、開放端電圧（Ｖｏｃ）が必ずしも十分ではないという問題がある。
　本発明は、高い開放端電圧を付与しうる有機光電変換素子を提供する。
　即ち、本発明は、一対の電極と該電極間に設けられた有機層とを有し、該有機層が、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含む有機光電変換素子を提供する。
　本発明の有機光電変換素子は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環、好ましくはベンゼン環が４~７個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含む有機層を有する。
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物とは、置換基を有していてもよいベンゼン環が４~１０個縮合した縮合多環炭化水素を部分構造として有する化合物を意味し、例えば、ピレン環、テトラセン環、クリセン環、トリフェニレン環、ペリレン環、ペンタセン環及びピセン環を有する化合物が挙げられる。これらの化合物が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基、置換されていてもよいアリールアルキルチオ基、芳香族複素環基、アシル基、イミド基、ジヒドロキシボリル基［−Ｂ（ＯＨ）２］、ホウ酸エステル残基、ハロマグネシウム基［−ＭｇＸ５、Ｘ５は、ハロゲン原子（塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子）を表す。］、置換されていてもよいスタンニル基、及びスルホン酸残基が挙げられる。
　ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
　アルキル基は、その炭素数が通常１~２０であり、直鎖状でも分岐状でもよく、環状であってもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、３−メチルブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、３，７−ジメチルオクチル基及びラウリル基が挙げられる。フッ素原子で水素原子が置換されたアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基及びパーフルオロオクチル基等が挙げられる。
　アルコキシ基は、その炭素数が通常１~２０であり、そのアルキル部分は直鎖状でも分岐状でもよく、また、環状であってもよい。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基及びラウリルオキシ基が挙げられる。フッ素原子で水素原子が置換されたアルコキシ基としては、例えば、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシルオキシ基及びパーフルオロオクチルオキシ基が挙げられる。
　アルキルチオ基は、その炭素数が通常１~２０であり、そのアルキル部分は直鎖状でも分岐状でもよく、また、環状であってもよい。アルキルチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、ｓｅｃ−ブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基及びラウリルチオ基が挙げられる。フッ素原子で水素原子が置換されたアルキルチオ基としては、トリフルオロメチルチオ基等が挙げられる。
　アリール基は、芳香族炭化水素から、芳香環上の水素原子１個を除いた原子団であり、ベンゼン環を持つもの、縮合環を持つもの、独立したベンゼン環又は縮合環２個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合したものも含まれる。アリール基は、その炭素数が通常６~６０であり、好ましくは６~４８である。前記アリール基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、炭素数１~２０の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は炭素数３~２０のシクロアルキル基をその構造中に含むアルコキシ基、式（１）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
（式中、ｇは１~６の整数を表し、ｈは０~５の整数を表す。）
で表される基及びフッ素原子が挙げられる。置換されていてもよいアリール基の具体例としては、フェニル基、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニル基（Ｃ１~Ｃ１２は、炭素数１~１２であることを示す。以下も同様である。）、Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントラセニル基、２−アントラセニル基、９−アントラセニル基及びペンタフルオロフェニル基が挙げられ、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニル基及びＣ１~Ｃ１２アルキルフェニル基が好ましい。Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニル基として具体的には、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、プロポキシフェニル基、イソプロポキシフェニル基、ブトキシフェニル基、イソブトキシフェニル基、ｓｅｃ−ブトキシフェニル基、ｔｅｒｔ−ブトキシフェニル基、ペンチルオキシフェニル基、ヘキシルオキシフェニル基、シクロヘキシルオキシフェニル基、ヘプチルオキシフェニル基、オクチルオキシフェニル基、２−エチルヘキシルオキシフェニル基、ノニルオキシフェニル基、デシルオキシフェニル基、３，７−ジメチルオクチルオキシフェニル基及びラウリルオキシフェニル基が挙げられる。Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェニル基として具体的には、メチルフェニル基、エチルフェニル基、ジメチルフェニル基、プロピルフェニル基、メシチル基、メチルエチルフェニル基、イソプロピルフェニル基、ブチルフェニル基、イソブチルフェニル基、ｓｅｃ−ブチルフェニル基、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、ペンチルフェニル基、イソアミルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基及びドデシルフェニル基が挙げられる。
　アリールオキシ基は、その炭素数が通常６~６０であり、好ましくは６~４８である。該アリールオキシ基は置換基を有していてもよい。該置換基の具体例は上記アリール基の置換基として前述したものと同じである。置換されていてもよいアリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェノキシ基、Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基及びペンタフルオロフェノキシ基が挙げられ、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェノキシ基及びＣ１~Ｃ１２アルキルフェノキシ基が好ましい。Ｃ１~Ｃ１２アルコキシの具体例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、シクロヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、２−エチルヘキシルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、３，７−ジメチルオクチルオキシ及びラウリルオキシが挙げられる。Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェノキシ基の具体例としては、メチルフェノキシ基、エチルフェノキシ基、ジメチルフェノキシ基、プロピルフェノキシ基、１，３，５−トリメチルフェノキシ基、メチルエチルフェノキシ基、イソプロピルフェノキシ基、ブチルフェノキシ基、イソブチルフェノキシ基、ｓｅｃ−ブチルフェノキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、ペンチルフェノキシ基、イソアミルフェノキシ基、ヘキシルフェノキシ基、ヘプチルフェノキシ基、オクチルフェノキシ基、ノニルフェノキシ基、デシルフェノキシ基及びドデシルフェノキシ基が挙げられる。
　アリールチオ基は、その炭素数が通常６~６０である。該アリールチオ基は置換基を有していてもよい。該置換基の具体例は上記アリール基の置換基として前述したものと同じである。置換されていてもよいアリールチオ基の具体例としては、フェニルチオ基、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニルチオ基、Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェニルチオ基、１−ナフチルチオ基、２−ナフチルチオ基及びペンタフルオロフェニルチオ基が挙げられる。
　アリールアルキル基は、その炭素数が通常７~６０である。該アリールアルキル基は置換基を有していてもよい。該置換基の具体例は上記アリール基の置換基として前述したものと同じである。置換されていてもよいアリールアルキル基の具体例としては、フェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルキル基、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルキル基、Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルキル基、１−ナフチル−Ｃ１~Ｃ１２アルキル基及び２−ナフチル−Ｃ１~Ｃ１２アルキル基が挙げられる。
　アリールアルコキシ基は、その炭素数が通常７~６０である。該アリールアルコキシ基は置換基を有していてもよい。該置換基の具体例は上記アリール基の置換基として前述したものと同じである。置換されていてもよいアリールアルコキシ基の具体例としては、フェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルコキシ基、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルコキシ基、Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルコキシ基、１−ナフチル−Ｃ１~Ｃ１２アルコキシ基及び２−ナフチル−Ｃ１~Ｃ１２アルコキシ基が挙げられる。
　アリールアルキルチオ基は、その炭素数が通常７~６０である。該アリールアルキルチオ基は置換基を有していてもよい。該置換基の具体例は上記アリール基の置換基として前述したものと同じである。置換されていてもよいアリールアルキルチオ基の具体例としては、フェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルキルチオ基、Ｃ１~Ｃ１２アルコキシフェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルキルチオ基、Ｃ１~Ｃ１２アルキルフェニル−Ｃ１~Ｃ１２アルキルチオ基、１−ナフチル−Ｃ１~Ｃ１２アルキルチオ基及び２−ナフチル−Ｃ１~Ｃ１２アルキルチオ基が挙げられる。
　芳香族複素環基は、置換基を有していてもよい芳香族複素環式化合物から芳香環上の水素原子を１個除いた基である。芳香族複素環基の炭素数は、通常、２~６０である。芳香族複素環基の具体例としては、ピリジル基、フリル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピロリル基、カルバゾリル基、及び置換基を有するこれらの基が挙げられる。該置換基としては、例えば、炭素数１~２０の直鎖状のアルキル基、炭素数１~２０の分岐状のアルキル基、炭素数３~２０のシクロアルキル基、炭素数１~２０の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基又は炭素数１~２０のシクロアルキル基をその構造中に含むアルコキシ基が挙げられる。
　アシル基とは、カルボン酸から水酸基（−ＣＯＯＨ部分のＯＨ）を除いた基を意味し、例えば、下記式で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
（式中、Ｒ’は、フッ素置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいアリール基を表す。）
　Ｒ’で表されるフッ素置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基の具体例は、上述したフッ素置換されていてもよいアルキル基及び置換されていてもよいアリール基と同じである。
　イミド基とは、イミド化合物からイミド部の窒素原子上の水素原子を除いた基を意味し、具体例はスクシンイミド基、フタルイミド基である。
　ホウ酸エステル残基とは、ホウ酸ジエステルから水酸基を除いた基であり、該ホウ酸ジエステルには、ジアルキルエステル、ジアリールエステル、ジアリールアルキルエステル等が挙げられる。ホウ酸エステル残基の具体例としては、以下の式で表される基が挙げられる。
　置換されていてもよいスタンニル基としては、スタンニル基、トリクロロスタンニル基、トリメチルスタンニル基、トリエチルスタンニル基、トリブチルスタンニル基、トリフェニルスタンニル基及びトリベンジルスタンニル基が挙げられる。
　スルホン酸残基とは、スルホン酸から酸性水素原子（−ＳＯ３Ｈ部分のＨ）を除いた基であり、該スルホン酸の具体例としては、アルカンスルホン酸（例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸）、アレーンスルホン酸（例えば、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸）、アリールアルカンスルホン酸（例えば、フェニルメタンスルホン酸）及びトリフルオロメタンスルホン酸が挙げられる。
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環の置換基は、電荷輸送性の観点から、アルキル基及びハロゲン原子が好ましい。
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物としては、例えば下記の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の好ましい一態様は、ピレン環を有する化合物である。該化合物が有する置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基及びアリール基が好ましい。
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の他の好ましい態様は、ペリレン環を有する化合物である。該化合物が有する置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アリールオキシ基、イミド基が好ましい。
　本発明の有機光電変換素子が有する有機層中に含まれるベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物は、一種類であっても二種類以上であってもよい。
　本発明の有機光電変換素子に用いられる共役高分子化合物は、（１）二重結合と単結合とが交互に並んだ構造から実質的になる高分子化合物、（２）二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる高分子化合物、又は（３）二重結合と単結合とが交互に並んだ構造及び二重結合と単結合とが窒素原子を介して並んだ構造から実質的になる高分子化合物等を意味し、具体的には、置換されていてもよいフルオレンジイル基、置換されていてもよいベンゾフルオレンジイル基、置換されていてもよいジベンゾフランジイル基、置換されていてもよいジベンゾチオフェンジイル基、置換されていてもよいカルバゾールジイル基、置換されていてもよいチオフェンジイル基、置換されていてもよいフランジイル基、置換されていてもよいピロールジイル基、置換されていてもよいベンゾチアジアゾールジイル基、置換されていてもよいフェニレンビニレンジイル基、置換されていてもよいチエニレンビニレンジイル基、及び置換されていてもよいトリフェニルアミンジイル基からなる群から選ばれる一種又は二種以上を繰り返し単位とし、該繰り返し単位同士が直接又は連結基を介して結合した高分子化合物である。
　前記共役高分子化合物において、前記繰り返し単位同士が連結基を介して結合している場合、該連結基としては、フェニレン、ビフェニルジイル、ナフタレンジイル、アントラセンジイル等が挙げられる。
　本発明に用いられる共役高分子化合物は、電荷輸送性の観点から、式（２）及び式（３）からなる群から選ばれる１種以上の繰り返し単位を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
〔式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９及びＲ１０は、同一又は相異なり、水素原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。〕
　Ｒ１~Ｒ１０で表されるフッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基及び置換されていてもよいアリールアルキルチオ基の定義及び具体例は、前述のベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物が有していてもよいフッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基及び置換されていてもよいアリールアルキルチオ基の定義及び具体例と同じである。
　前記共役高分子化合物は、膜形成能、溶剤への溶解性の観点からは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が５×１０２~１×１０７であることが好ましく、１×１０３~１×１０６であることがより好ましい。
　本発明の有機光電変換素子が有する有機層中に含まれる共役高分子化合物は、一種類であっても二種類以上であってもよい。
　前記共役系高分子化合物は、その製造に用いる重合反応に適した官能基を有する単量体を合成した後に、必要に応じて、該単量体を有機溶媒に溶解し、アルカリや適当な触媒、配位子を用いた公知のアリールカップリング等の重合方法により、該単量体を重合することで製造することができる。
　本発明の有機光電変換素子が有する有機層には、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とが含まれる。有機層中のベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量は、共役高分子化合物１００重量部に対して、好ましくは０．１~１００００重量部であり、より好ましくは１~１０００重量部である。
　本発明の有機光電変換素子が有する有機層には、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物のみが含まれていてもよく、さらに電子受容性化合物が含まれていてもよい。電子受容性化合物としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、Ｃ６０等のフラーレン及びその誘導体、カーボンナノチューブ、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン等のフェナントロリン誘導体が挙げられ、とりわけフラーレン及びその誘導体が好ましい。
　電子受容性化合物が含まれる場合、有機層中の電子受容性化合物の重量は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量と共役高分子化合物の重量の合計を１００重量部とすると、１~１００００重量部であることが好ましく、１０~２０００重量部であることがより好ましい。
　フラーレン及びその誘導体としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ８４及びその誘導体が挙げられる。フラーレン誘導体は、置換基を有するフラーレンを表す。
　Ｃ６０の誘導体の具体例としては、以下のようなものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　Ｃ７０の誘導体の具体例としては、以下のようなものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　本発明の有機光電変換素子が有する有機層には、さらに電子供与性化合物が含まれていてもよい。電子供与性化合物としては、例えば、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体が挙げられる。
　電子供与性化合物が含まれる場合、有機層中の電子供与性化合物の重量は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量と共役高分子化合物の重量の合計を１００重量部とすると、１~１０００００重量部であることが好ましく、１０~１０００重量部であることがより好ましい。
　本発明の有機光電変換素子が有する有機層には、電荷輸送性、電荷注入性を損なわない範囲で、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物、共役高分子化合物、電子供与性化合物、電子受容性化合物以外の成分を含んでいてもよい。
　本発明の有機光電変換素子は、一対の電極と、該電極間にベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含む有機層を有する。ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物との組成物は、電子受容性化合物として用いることも電子供与性化合物として用いることもできる。また、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物の一方が電子供与性化合物であり、他の一方が電子受容性化合物である場合は、電子供与性体と電子受容体の両方の機能を有する場合がある。これらの態様の中では、該組成物が電子供与性化合物として用いられることが好ましい。一対の電極は、少なくとも一方が透明又は半透明であることが好ましい。
　次に、有機光電変換素子の動作機構を説明する。透明又は半透明の電極から入射した光エネルギーが電子受容性化合物及び／又は電子供与性化合物で吸収され、電子とホールの結合した励起子を生成する。生成した励起子が移動して、電子受容性化合物と電子供与性化合物が隣接しているヘテロ接合界面に達すると界面でのそれぞれのＨＯＭＯエネルギー及びＬＵＭＯエネルギーの違いにより電子とホールが分離し、独立に動くことができる電荷（電子とホール）が発生する。発生した電荷は、それぞれ電極へ移動することにより外部へ電気エネルギー（電流）として取り出すことができる。
　Ｖｏｃ（開放端電圧）とは、外部に流す電流がゼロの時の電圧であり、Ｖｏｃの値が高いことが、高い光電変換効率を発現する要因の一つとなる。
　本発明の有機光電変換素子の具体例としては、下記１．~５．の有機光電変換素子が挙げられる。
１．一対の電極と、該電極間にベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含有する第一の有機層と、該第一の有機層に隣接して設けられた電子供与性化合物を含有する第二の有機層とを有する有機光電変換素子；
２．一対の電極と、該電極間に電子受容性化合物を含有する第一の有機層と、該第一の有機層に隣接して設けられたベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含有する第二の有機層とを有する有機光電変換素子；
３．一対の電極と、該電極間にベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物と電子供与性化合物とを含有する有機層を少なくとも一層有する有機光電変換素子；
４．一対の電極と、該電極間にベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物と電子受容性化合物とを含有する有機層を有する有機光電変換素子；
５．一対の電極と、該電極間にベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物と電子受容性化合物とを含有する有機層を少なくとも一層有する有機光電変換素子であって、該電子受容性化合物がフラーレン誘導体である有機光電変換素子；
　また、前記５．の有機光電変換素子では、有機層中におけるフラーレン誘導体の重量が、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量と共役高分子化合物の重量との合計を１００重量部とすると、１０~１０００重量部であることが好ましく、５０~５００重量部であることがより好ましい。
　本発明の有機光電変換素子としては、前記３．、前記４．、前記５．の有機光電変換素子が好ましく、ヘテロ接合界面を多く含むという観点からは、前記５．の有機光電変換素子がより好ましい。また、本発明の有機光電変換素子には、少なくとも一方の電極と該素子中の有機層との間に付加的な層を設けてもよい。付加的な層としては、例えば、ホール又は電子を輸送する電荷輸送層が挙げられる。
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物との組成物を電子供与体として用いる場合、有機光電変換素子に好適に用いられる電子受容体は、電子受容体のＨＯＭＯエネルギーが共役高分子化合物のＨＯＭＯエネルギー及びベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物のＨＯＭＯエネルギーよりも高く、かつ、電子受容体のＬＵＭＯエネルギーが共役高分子化合物のＬＵＭＯエネルギー及びベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物のＬＵＭＯエネルギーよりも高い化合物である。また、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物との高分子化合物を電子受容体として用いる場合、有機光電変換素子に好適に用いられる電子供与体は、電子供与体のＨＯＭＯエネルギーが共役高分子化合物のＨＯＭＯエネルギー及びベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物のＨＯＭＯエネルギーよりも低く、かつ、電子供与体のＬＵＭＯエネルギーが共役高分子化合物のＬＵＭＯエネルギー及びベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物のＬＵＭＯエネルギーよりも低い化合物である。
　本発明の有機光電変換素子は、通常、基板上に形成される。該基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコンが挙げられる。不透明な基板の場合には、反対の電極（即ち、基板から遠い方の電極）が透明又は半透明であることが好ましい。
　一対の電極の材料としては、金属、導電性高分子等を用いることができ、好ましくは一対の電極のうち一方の電極は仕事関数の小さい材料が好ましい。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、及びそれらのうち２つ以上の合金、又はそれらのうち１つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つ以上との合金、グラファイト又はグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
　前記の透明又は半透明の電極の材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性材料を用いて作製された膜、ＮＥＳＡ、金、白金、銀、銅が用いられ、ＩＴＯ、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。電極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、電極材料として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。
　前記付加的な層としての電荷輸送層、即ち、ホール輸送層、電子輸送層に用いられる材料として、それぞれ前述の電子供与性化合物、電子受容性化合物を用いることができる。
　付加的な層としてのバッファ層に用いられる材料としては、フッ化リチウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物、酸化物等を用いることができる。また、酸化チタン等無機半導体の微粒子を用いることもできる。
　本発明の有機光電変換素子における前記有機層としては、例えば、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含有する有機薄膜を用いることができる。
　前記有機薄膜は、膜厚が、通常、１ｎｍ~１００μｍであり、好ましくは２ｎｍ~１０００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ~５００ｎｍであり、さらに好ましくは２０ｎｍ~２００ｎｍである。
　前記有機薄膜のホール輸送性を高めるため、前記有機薄膜中に電子供与性化合物及び／又は電子受容性化合物として、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物以外の低分子化合物及び／又は共役高分子化合物以外の重合体を混合して用いることもできる。
　本発明の有機光電変換素子に含まれる有機層は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物との組成物を用いて製造することができる。有機層中に、さらに電子受容性化合物を含む場合は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物と電子受容性化合物との組成物を用いて製造することができる。また、有機層中に、さらに電子供与性化合物を含む場合は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物と電子供与性化合物との組成物を用いて製造することができる。
　前記組成物中のベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量は、共役高分子化合物１００重量部に対して、好ましくは０．１~１００００重量部であり、より好ましくは１~１０００重量部である。組成物中に電子受容性化合物が含まれる場合、組成物中の電子受容性化合物の重量は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量と共役高分子化合物の重量の合計を１００重量部とすると、１~１００００重量部であることが好ましく、１０~２０００重量部であることがより好ましい。組成物中に電子供与性化合物が含まれる場合、組成物中の電子供与性化合物の重量は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量と共役高分子化合物の重量の合計を１００重量部とすると、１~１０００００重量部であることが好ましく、１０~１０００重量部であることがより好ましい。
　前記有機薄膜の製造方法は、特に制限されず、例えば、前記組成物と溶媒とを含む溶液からの成膜による方法が挙げられるが、真空蒸着法により薄膜を形成してもよい。溶液からの成膜により有機薄膜を製造する方法としては、例えば、一方の電極上に該溶液を塗布し、その後、溶媒を蒸発させて有機薄膜を製造する方法が挙げられる。
　溶液からの成膜に用いる溶媒は、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを溶解させるものであれば特に制限はない。この溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、デカリン、ビシクロヘキシル、ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン等の炭化水素溶媒、四塩化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロブタン、ブロモブタン、クロロペンタン、ブロモペンタン、クロロヘキサン、ブロモヘキサン、クロロシクロヘキサン、ブロモシクロヘキサン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素溶媒、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族ハロゲン化炭化水素溶媒、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル溶媒が挙げられる。本発明に用いられるベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物との組成物は、通常、前記溶媒に０．１重量％以上溶解させることができる。
　溶液からの成膜には、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法、ノズルコート法、キャピラリーコート法等の塗布法を用いることができ、スピンコート法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー印刷法が好ましい。
　有機光電変換素子は、透明又は半透明の電極から太陽光等の光を照射することにより、電極間に光起電力が発生し、有機薄膜太陽電池として動作させることができる。有機薄膜太陽電池を複数集積することにより有機薄膜太陽電池モジュールとして用いることもできる。
　また、電極間に電圧を印加した状態で、透明又は半透明の電極から光を照射することにより、光電流が流れ、有機光センサーとして動作させることができる。有機光センサーを複数集積することにより有機イメージセンサーとして用いることもできる。
　以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
−分子量の測定方法−
　以下の実施例において、共役高分子化合物の分子量は、ＧＰＣラボラトリー製ＧＰＣ（ＰＬ−ＧＰＣ２０００）により、求めた。共役高分子化合物を約１重量％の濃度となるようにｏ−ジクロロベンゼンに溶解させた。ＧＰＣの移動相はｏ−ジクロロベンゼンを用い、測定温度１４０℃で、１ｍＬ／分の流速で流した。カラムは、ＰＬＧＥＬ　１０μｍ　ＭＩＸＥＤ−Ｂ（ＰＬラボラトリー製）を３本直列で繋げた。
合成例１（共役高分子化合物１の合成）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　フラスコ内の気体をアルゴンで置換した２Ｌ四つ口フラスコに、化合物（Ｃ）７．９２８ｇ（１６．７２ｍｍｏｌ）、化合物（Ｄ）１３．００ｇ（１７．６０ｍｍｏｌ）、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド（商品名：ａｌｉｑｕａｔ３３６（登録商標）、Ａｌｄｒｉｃｈ製、ＣＨ３Ｎ［（ＣＨ２）７ＣＨ３］３Ｃｌ、ｄｅｎｓｉｔｙ　０．８８４ｇ／ｍｌ，２５℃）４．９７９ｇ、及びトルエン４０５ｍｌを入れ、撹拌しながら反応系内を３０分間アルゴンバブリングした。フラスコ内にジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）　０．０２ｇを加え、１０５℃に昇温し、撹拌しながら２ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム水溶液４２．２ｍｌを滴下した。滴下終了後５時間反応させ、反応液にフェニルボロン酸２．６ｇとトルエン１．８ｍｌとを加え、１０５℃で１６時間撹拌した。その後、反応液にトルエン７００ｍｌ及び７．５％ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム三水和物水溶液２００ｍｌを加え、８５℃で３時間撹拌した。反応液の水層を除去後、有機層を６０℃のイオン交換水３００ｍｌで２回、６０℃の３％酢酸３００ｍｌで１回、さらに６０℃のイオン交換水３００ｍｌで３回洗浄した。有機層をセライト、アルミナ及びシリカを充填したカラムに通し、濾液を取得した。その後、熱トルエン８００ｍｌでカラムを洗浄し、洗浄後のトルエン溶液を前記濾液に加えた。得られた溶液を７００ｍｌまで濃縮した後、濃縮した溶液を２Ｌのメタノールに加え、重合体を沈殿させた。重合体を濾過して取得し、５００ｍｌのメタノール、５００ｍｌのアセトン、５００ｍｌのメタノールで重合体を洗浄した。重合体を５０℃で一晩真空乾燥することにより、下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
で表されるペンタチエニル−フルオレンコポリマー（以下、「共役高分子化合物１」という）　１２．２１ｇを得た。共役高分子化合物１のポリスチレン換算の数平均分子量は５．４×１０４、ポリスチレン換算の重量平均分子量は１．１×１０５であった。
実施例１（有機薄膜太陽電池の作製、評価）
　共役高分子化合物１を０．５％（重量％）の濃度でｏ−ジクロロベンゼンに溶解させた。その後、共役高分子化合物１に対して３倍重量のＣ６０ＰＣＢＭ（Ｐｈｅｎｙｌ　Ｃ６１−ｂｕｔｙｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｍｅｔｈｙｌ　ｅｓｔｅｒ、フロンティアカーボン社製、商品名Ｅ１００）を電子受容体として溶液に混合した。さらに、共役高分子化合物１の重量に対して化合物（Ｅ）の等重量を溶液に混合した。該溶液を孔径１．０μｍのテフロン（登録商標）フィルターで濾過し、塗布溶液を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　スパッタリング法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板をオゾンＵＶ処理して表面処理を行った。次に、前記塗布溶液を、スピンコートによりＩＴＯ膜上に塗布し、有機薄膜太陽電池の活性層（膜厚約１００ｎｍ）を得た。その後、真空蒸着機によりフッ化リチウムを厚さ４ｎｍで蒸着し、次いでＡｌを厚さ１００ｎｍで蒸着した。蒸着のときの真空度は、すべて１~９×１０−３Ｐａであった。また、得られた有機薄膜太陽電池の形状は、２ｍｍ×２ｍｍの正四角形であった。
　得られた有機薄膜太陽電池のＶｏｃ（開放端電圧をソーラシミュレーター（分光計器製、商品名ＯＴＥＮＴＯ−ＳＵＮＩＩ：ＡＭ１．５Ｇフィルター、放射照度１００ｍＷ／ｃｍ２）で測定した。測定結果を表１に示す。
実施例２（有機薄膜太陽電池の作製、評価）
　化合物（Ｅ）にかえて化合物（Ｆ）を用いた以外は実施例１と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Ｖｏｃを測定した。測定結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
実施例３（有機薄膜太陽電池の作製、評価）
　化合物（Ｅ）にかえて化合物（Ｇ）を用いた以外は実施例１と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Ｖｏｃを測定した。測定結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
実施例４（有機薄膜太陽電池の作製、評価）
　化合物（Ｅ）にかえて化合物（Ｈ）を用いた以外は実施例１と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Ｖｏｃを測定した。測定結果を表１に示す。化合物Ｈは、米国特許４８４５２２３号明細書に記載の方法で合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
比較例１（有機薄膜太陽電池の作製、評価）
　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物を用いない以外は実施例１と同様の方法で有機薄膜太陽電池を作製し、Ｖｏｃを測定した。測定結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
　本発明の有機光電変換素子は、高い開放端電圧を示すので、本発明は極めて有用である。

Claims (9)

  1. 　一対の電極と、該電極間に設けられた有機層とを有し、該有機層が、ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物と共役高分子化合物とを含む有機光電変換素子。
  2. 　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物が、ピレン環を有する化合物である請求項１に記載の有機光電変換素子。
  3. 　ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物が、ペリレン環を有する化合物である請求項１に記載の有機光電変換素子。
  4. ベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物が、下記のいずれかの化合物である請求項１に記載の有機光電変換素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
  5. 　共役高分子化合物が、式（２）及び式（３）からなる群から選ばれる１種以上の繰り返し単位を有する請求項１~４のいずれかに記載の有機光電変換素子。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９及びＲ１０は、同一又は相異なり、水素原子、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、フッ素置換されていてもよいアルキルチオ基、置換されていてもよいアリール基、置換されていてもよいアリールオキシ基、置換されていてもよいアリールチオ基、置換されていてもよいアリールアルキル基、置換されていてもよいアリールアルコキシ基又は置換されていてもよいアリールアルキルチオ基を表す。
  6. 　有機層中のベンゼン環が４~１０個縮合した縮合環を有する化合物の重量が、共役高分子化合物１００重量部に対して、０．１~１００００重量部である請求項１~４のいずれかに記載の有機光電変換素子。
  7. 　有機層中に、さらに電子受容性化合物が含まれる請求項１に記載の有機光電変換素子。
  8. 　電子受容性化合物が、フラーレン誘導体である請求項７に記載の有機光電変換素子。
  9. 　有機層中に、さらに電子供与性化合物が含まれる請求項１~４のいずれかに記載の有機光電変換素子。
PCT/JP2011/060494 2010-05-07 2011-04-22 有機光電変換素子 Ceased WO2011138935A1 (ja)

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