化合物和包含其的有机太阳能电池的制作方法

本申请要求于2017年6月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0071665号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本说明书涉及化合物和包含其的有机太阳能电池。
背景技术：
：有机太阳能电池是可以通过应用光伏效应将太阳能直接转换成电能的装置。根据构成薄膜的材料，太阳能电池可以分成无机太阳能电池和有机太阳能电池。典型的太阳能电池是通过掺杂为无机半导体的晶体硅(si)经由p-n结而制成的。通过吸收光产生的电子和空穴扩散至p-n结点，并且在被电场加速的同时移动至电极。该过程中的功率转换效率被定义为供给至外电路的电功率与进入太阳能电池的太阳能功率之比，并且当在目前标准化的虚拟太阳照射条件下测量时，该效率达到约24％。然而，由于现有技术中的无机太阳能电池已经显示出在经济可行性以及材料需求和供应方面受到限制，因此容易加工且廉价并且具有多种功能性的有机半导体太阳能电池作为长期替代能源已成为焦点。对于太阳能电池，重要的是提高效率以便从太阳能输出尽可能多的电能。为了提高太阳能电池的效率，重要的是在半导体内部产生尽可能多的激子，但是将产生的电荷牵拉到外部而不损失也很重要。电荷损失的原因之一是所产生的电子和空穴由于复合而耗散。已经提出了多种方法来将产生的电子和空穴传递至电极而不损失，但是在大多数情况下需要额外的过程，并因此可能增加制造成本。技术实现要素：技术问题本说明书的一个目的是提供化合物和包含其的有机太阳能电池。技术方案本说明书提供了包含下式1的单元的化合物。[式1]在式1中，p和q彼此相同或不同，并且各自独立地为0至3的整数，当p和q各自为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同，r和s彼此相同或不同，并且各自独立地为1至3的整数，当r和s各自为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同，x1至x3彼此相同或不同，并且各自独立地为s、o、se、te、nr、crr'、sirr'、pr或gerr'，y1至y4彼此相同或不同，并且各自独立地为s、o、se、te、nr、crr'、sirr'、pr或gerr'，r1至r12、r和r'彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；羟基；羰基；酯基；酰亚胺基；酰胺基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；经取代或未经取代的芳基硫基；经取代或未经取代的烷基磺酰基；经取代或未经取代的芳基磺酰基；经取代或未经取代的烯基；经取代或未经取代的甲硅烷基；经取代或未经取代的硼基；经取代或未经取代的胺基；经取代或未经取代的芳基膦基；经取代或未经取代的氧化膦基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基，以及n为1至10,000的整数。本说明书的另一个示例性实施方案提供了有机太阳能电池，其包括：第一电极；设置成面向第一电极的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的具有一个或更多个层的有机材料层，并且所述有机材料层包括光活性层，其中有机材料层的一个或更多个层包含所述化合物。有益效果根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物表现出平面性，因此具有优异的聚集特性和结晶度。根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物可以具有降低带隙和/或增加吸收的光量的效果。因此，由于根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物当应用于有机太阳能电池时表现出高电流值(isc)，因此该化合物可以表现出优异的效率。根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物实现高效率并且同时具有适当的溶解度，因此在装置制造期间在时间和/或成本方面具有经济优势。根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物可以在有机太阳能电池中单独使用或与其他材料混合使用。附图说明图1是示出根据本说明书的一个示例性实施方案的有机太阳能电池的图。图2是示出化合物c的ms测量结果的图。图3是示出化合物c的nmr测量结果的图。图4是示出化合物d的ms测量结果的图。图5是示出化合物d的nmr测量结果的图。图6是示出根据本说明书的示例性实施方案的有机太阳能电池的光电转换特性的图。101：基底102：第一电极103：空穴传输层104：光活性层105：第二电极具体实施方式在下文中，将详细地描述本说明书。本说明书的一个示例性实施方案提供了由式1表示的化合物。在本说明书中，当一个部分"包括"一个构成要素时，除非另有具体描述，否则这并不意指排除另外的构成要素，而是意指还可以包括另外的构成要素。在本说明书中，当一个构件设置在另一构件"上"时，这不仅包括一个构件与另一构件接触的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。本说明书中的取代基的实例将在下面进行描述，但不限于此。在本说明书中，意指与另一个取代基、单体或结合部分键合的位点。在本说明书中，"单元"意指包含在化合物中的重复结构。即，"单元"可以意指通过聚合反应以二价基团或更高价基团的形式包含在化合物中的结构。在本说明书中，"包含单元"的含义意指该单元包含在化合物的主链中。本说明书中的取代基的实例将在下面进行描述，但不限于此。术语"取代"意指与化合物的碳原子键合的氢原子变成另外的取代基，并且待取代的位置没有限制，只要该位置是氢原子被取代的位置(即取代基可以取代的位置)即可，并且当两个或更多个取代时，两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。在本说明书中，术语"经取代或未经取代的"意指经选自以下的一个或两个或更多个取代基取代：氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羰基；酯基；羟基；烷基；环烷基；烷氧基；芳氧基；烷基硫基；芳基硫基；烷基磺酰基；芳基磺酰基；烯基；甲硅烷基；硅氧烷基；硼基；胺基；芳基膦基；氧化膦基；芳基；和杂环基，或者经所例示的取代基中的两个或更多个取代基连接的取代基取代，或者不具有取代基。例如，"两个或更多个取代基连接的取代基"可以为联苯基。即，联苯基也可以为芳基，并且可以解释为两个苯基连接的取代基。在本说明书中，卤素基团可以是氟、氯、溴或碘。在本说明书中，酰亚胺基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。在本说明书中，对于酰胺基团，酰胺基团的氮可以经氢，具有1至30个碳原子的直链、支化或环状烷基，或者具有6至30个碳原子的芳基取代。在本说明书中，羰基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。在本说明书中，对于酯基，酯基的氧可以经具有1至25个碳原子的直链、支化或环状烷基，或者具有6至30个碳原子的芳基取代。在本说明书中，烷基可以为直链或支化的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。其具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。在本说明书中，环烷基没有特别限制，但优选具有3至30个碳原子，并且其具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。在本说明书中，烷氧基可以为直链、支化或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。其具体实例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙基氧基(i-propyloxy)、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等，但不限于此。在本说明书中，胺基可以选自-nh2；烷基胺基；n-芳基烷基胺基；芳基胺基；n-芳基杂芳基胺基；n-烷基杂芳基胺基；和杂芳基胺基，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至30。胺基的具体实例包括甲基胺基、二甲基胺基、乙基胺基、二乙基胺基、苯基胺基、萘基胺基、联苯基胺基、蒽基胺基、9-甲基-蒽基胺基、二苯基胺基、n-苯基萘基胺基、二甲苯基胺基、n-苯基甲苯基胺基、三苯基胺基等，但不限于此。在本说明书中，n-烷基芳基胺基意指其中胺基的n经烷基和芳基取代的胺基。在本说明书中，n-芳基杂芳基胺基意指其中胺基的n经芳基和杂芳基胺基取代的胺基。在本说明书中，n-烷基杂芳基胺基意指其中胺基的n经烷基和杂芳基胺基取代的胺基。在本说明书中，烷基胺基、n-芳基烷基胺基、烷基硫基、烷基磺酰基和n-烷基杂芳基胺基中的烷基与上述烷基的实例相同。具体地，烷基硫基的实例包括甲基硫基、乙基硫基、叔丁基硫基、己基硫基、辛基硫基等，并且烷基磺酰基的实例包括甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、丁基磺酰基等，但实例不限于此。在本说明书中，烯基可以为直链或支化的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为2至30。其具体实例包括乙烯基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、1,3-丁二烯基、烯丙基、1-苯基乙烯基-1-基、2-苯基乙烯基-1-基、2,2-二苯基乙烯基-1-基、2-苯基-2-(萘基-1-基)乙烯基-1-基、2,2-双(二苯基-1-基)乙烯基-1-基、茋基、苯乙烯基等，但不限于此。在本说明书中，甲硅烷基的具体实例包括三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、二苯基甲硅烷基、苯基甲硅烷基等，但不限于此。在本说明书中，硼基可以为-br100r200，并且r100和r200彼此相同或不同，并且可以各自独立地选自氢；氘；卤素；腈基；经取代或未经取代的具有3至30个碳原子的单环或多环环烷基；经取代或未经取代的具有1至30个碳原子的直链或支化烷基；经取代或未经取代的具有6至30个碳原子的单环或多环芳基；以及经取代或未经取代的具有2至30个碳原子的单环或多环杂芳基。在本说明书中，氧化膦基的具体实例包括二苯基氧化膦基、二萘基氧化膦等，但不限于此。在本说明书中，芳基可以为单环或多环的。当芳基为单环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为6至30。单环芳基的具体实例包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。当芳基为多环芳基时，其碳原子数没有特别限制，但优选为10至30。多环芳基的具体实例包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、基、芴基等，但不限于此。在本说明书中，芴基可以是经取代的，并且相邻取代基可以彼此键合形成环。当芴基被取代时，芴基可以是等。然而，芴基不限于此。在本说明书中，芳氧基、芳基硫基、芳基磺酰基、n-芳基烷基胺基、n-芳基杂芳基胺基和芳基膦基中的芳基与上述芳基的实例相同。具体地，芳氧基的实例包括苯氧基、对甲苯氧基、间甲苯氧基、3,5-二甲基-苯氧基、2,4,6-三甲基苯氧基、对叔丁基苯氧基、3-联苯氧基、4-联苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、4-甲基-1-萘氧基、5-甲基-2-萘氧基、1-蒽氧基、2-蒽氧基、9-蒽氧基、1-菲氧基、3-菲氧基、9-菲氧基等，芳基硫基的实例包括苯基硫基、2-甲基苯基硫基、4-叔丁基苯基硫基等，以及芳基磺酰基的实例包括苯磺酰基、对甲苯磺酰基等，但是实例不限于此。在本说明书中，芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单芳基胺基、经取代或未经取代的二芳基胺基、或者经取代或未经取代的三芳基胺基。芳基胺基中的芳基可以是单环芳基或多环芳基。包含两个或更多个芳基的芳基胺基可以包含单环芳基、多环芳基、或者单环芳基和多环芳基二者。例如，芳基胺基中的芳基可以选自上述芳基的实例。在本说明书中，杂环基包含一个或更多个除碳之外的原子(即，一个或更多个杂原子)，并且具体地，杂原子可以包括选自o、n、se、s等中的一种或更多种原子。其碳原子数没有特别限制，但优选为2至30，并且杂环基可以为单环或多环的。杂环基的实例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、唑基、二唑基、吡啶基、联吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、哒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、异喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、菲咯啉基(菲咯啉)、噻唑基、异唑基、二唑基、噻二唑基、吩噻嗪基、二苯并呋喃基等，但不限于此。在本说明书中，杂芳基胺基的实例包括经取代或未经取代的单杂芳基胺基、经取代或未经取代的二杂芳基胺基、或者经取代或未经取代的三杂芳基胺基。包含两个或更多个杂芳基的杂芳基胺基可以包含单环杂芳基、多环杂芳基、或者单环杂芳基和多环杂芳基二者。例如，杂芳基胺基中的杂芳基可以选自上述杂环基的实例。在本说明书中，n-芳基杂芳基胺基和n-烷基杂芳基胺基中的杂芳基的实例与上述杂环基的实例相同。在本说明书的一个示例性实施方案中，x1至x3彼此相同或不同，并且各自独立地为s、o、se、te、nr、crr'、sirr'、pr或gerr'，并且r和r'彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；羟基；羰基；酯基；酰亚胺基；酰胺基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；经取代或未经取代的芳基硫基；经取代或未经取代的烷基磺酰基；经取代或未经取代的芳基磺酰基；经取代或未经取代的烯基；经取代或未经取代的甲硅烷基；经取代或未经取代的硼基；经取代或未经取代的胺基；经取代或未经取代的芳基膦基；经取代或未经取代的氧化膦基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。在本说明书的一个示例性实施方案中，x1至x3彼此相同或不同，并且各自独立地为s、nr或crr'，并且r和r'与上述那些相同。在本说明书的一个示例性实施方案中，x1至x3各自为s。因为所述分子由于在苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮基团中o与y1(和/或y2)之间以及r11(和/或r12)与y3(和/或y4)之间的固定构象锁定特征而表现出平面性，因此根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物表现出强聚集特性，并且具有改善的结晶度。此外，化合物中的π-π相互作用非常强，使得由跳跃引起的电荷转移增加。此外，根据本说明书的一个示例性实施方案的化合物通过包含具有弱吸电子特性的苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮基团和具有强吸电子特性的苯并噻二唑基团而可以吸收各种波长的光。即，所述化合物可以表现出增加吸收的光量的效果。在本说明书的一个示例性实施方案中，p和q彼此相同，并且各自独立地为0至3的整数，并且当p和q各自为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同。在本说明书的一个示例性实施方案中，p和q彼此相同，并且各自为0或1。在本说明书的一个示例性实施方案中，p和q为0。在本说明书的一个示例性实施方案中，p和q为1。在本说明书的一个示例性实施方案中，r和s彼此相同或不同，并且各自独立地为1至3的整数，并且当r和s各自为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同。在本说明书的一个示例性实施方案中，r和s彼此相同，并且各自为1或2。在本说明书的一个示例性实施方案中，r和s为1。在本说明书的一个示例性实施方案中，r和s为2。在本说明书的一个示例性实施方案中，式1由下式1-1至1-4中的任一者表示。[式1-1][式1-2][式1-3][式1-4]在式1-1至1-4中，n、r1至r12和y1至y4与式1中限定的那些相同，y3'和y4'彼此相同或不同，并且各自独立地为s、o、se、te、nr、crr'、sirr'、pr或gerr'，以及r5'、r6'、r7'、r8'、r和r'彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；羟基；羰基；酯基；酰亚胺基；酰胺基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；经取代或未经取代的芳基硫基；经取代或未经取代的烷基磺酰基；经取代或未经取代的芳基磺酰基；经取代或未经取代的烯基；经取代或未经取代的甲硅烷基；经取代或未经取代的硼基；经取代或未经取代的胺基；经取代或未经取代的芳基膦基；经取代或未经取代的氧化膦基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r9和r10彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；或者经取代或未经取代的芳基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r9和r10彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r9和r10彼此相同或不同，并且各自独立地为直链或支化烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r9和r10彼此相同或不同，并且各自独立地为具有1至30个碳原子的支化烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r9和r10彼此相同或不同，并且各自独立地为具有1至15个碳原子的支化烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r9和r10为2-乙基己基。在本说明书的一个示例性实施方案中，式1由下式2表示。[式2]在式2中，p、q、r、s、n、r1至r8、r11、r12、x1至x3和y1至y4与式1中限定的那些相同。在本说明书的一个示例性实施方案中，y1至y4彼此相同或不同，并且各自独立地为s、o、se、te、nr、crr'、sirr'、pr或gerr'，并且r和r'与上述那些相同。在本说明书的一个示例性实施方案中，y1至y4彼此相同或不同，并且各自独立地为s、nr或crr'，并且r和r'与上述那些相同。在本说明书的一个示例性实施方案中，y1至y4各自为s。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1至r8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；卤素基团；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1至r8彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；卤素基团；经取代或未经取代的烷基；或者经取代或未经取代的烷氧基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r2、r3和r5至r8为氢。在本说明书的一个示例性实施方案中，式1是下式2-1至2-4中的任一者。[式2-1][式2-2][式2-3][式2-4]在式2-1至2-4中，r1、r4、r11、r12和n与式1中限定的那些相同。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1和r4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢或者经取代或未经取代的烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1和r4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；或者直链或支化烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1和r4彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；或者具有1至30个碳原子的支化烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1和r4各自为氢。在本说明书的一个示例性实施方案中，r1和r4各自为2-辛基十二烷基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；卤素基团；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳基；或者经取代或未经取代的杂环基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；卤素基团；或者经取代或未经取代的烷氧基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12彼此相同或不同，并且各自独立地为卤素基团。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12各自为氟。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11为氟，以及r12为氢。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12彼此相同或不同，并且各自独立地为经取代或未经取代的烷氧基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12彼此相同或不同，并且各自独立地为具有1至30个碳原子的烷氧基。在本说明书的一个示例性实施方案中，r11和r12彼此相同或不同，并且各自独立地为具有1至15个碳原子的烷氧基。在本说明书的一个示例性实施方案中，式1由以下化合物中的任一者表示。在所述化合物中，n为1至10,000的整数。在本说明书的一个示例性实施方案中，化合物的端基是经取代或未经取代的芳基。在本说明书的一个示例性实施方案中，化合物的端基是三氟甲苯。本说明书的一个示例性实施方案提供了有机太阳能电池，其包括：第一电极；设置成面向第一电极的第二电极；和设置在第一电极与第二电极之间的具有一个或更多个层的有机材料层，并且所述有机材料层包括光活性层，其中有机材料层的一个或更多个层包含所述化合物。在本说明书的一个示例性实施方案中，有机太阳能电池还可以包括另外的有机材料层。有机太阳能电池可以通过使用同时具有各种功能的有机材料来减少有机材料层的数量。在本说明书的一个示例性实施方案中，有机太阳能电池包括第一电极、光活性层和第二电极。有机太阳能电池还可以包括基底、空穴传输层和/或电子传输层。图1示出了根据本说明书的一个示例性实施方案的有机太阳能电池。具体地，图1示出了其中基底、第一电极、空穴传输层、光活性层和第二电极依次层合的有机太阳能电池。在本说明书的一个示例性实施方案中，光活性层包含所述化合物。在本说明书的一个示例性实施方案中，有机材料层包括空穴传输层、空穴注入层或同时传输和注入空穴的层，并且空穴传输层、空穴注入层或同时传输和注入空穴的层包含所述化合物。在另一个示例性实施方案中，有机材料层包括电子注入层、电子传输层或同时注入和传输电子的层，并且电子注入层、电子传输层或同时注入和传输电子的层包含所述化合物。在本说明书的一个示例性实施方案中，第一电极是阳极，并且第二电极是阴极。在本说明书的另一个示例性实施方案中，第一电极是阴极，并且第二电极是阳极。在本说明书的一个示例性实施方案中，在有机太阳能电池中，阴极、光活性层和阳极可以以此顺序布置，以及阳极、光活性层和阴极可以以此顺序布置，但是布置顺序不限于此。在另一个示例性实施方案中，在有机太阳能电池中，阳极、空穴传输层、光活性层、电子传输层和阴极也可以以此顺序布置，以及阴极、电子传输层、光活性层、空穴传输层和阳极也可以以此顺序布置，但是布置顺序不限于此。在本说明书的一个示例性实施方案中，光活性层包含电子供体和电子受体，并且电子供体包含所述化合物。在本说明书的一个示例性实施方案中，用于电子受体的材料可以选自富勒烯、富勒烯衍生物、浴铜灵、半导体元素、半导体化合物及其组合。具体地，用于电子受体的材料可以是苯基c60-丁酸甲酯(pc60bm)、苯基c61-丁酸甲酯(pc61bm)或苯基c71-丁酸甲酯(pc71bm)。在本说明书的一个示例性实施方案中，电子供体和电子受体构成本体异质结(bhj)。用于电子供体的材料和用于电子受体的材料可以以1:10至10:1的比例(重量/重量)混合。具体地，用于电子供体的材料和用于电子受体的材料可以以1:1至1:10的比例(重量/重量)混合，并且更具体地，用于电子供体的材料和用于电子受体的材料可以以1:1至1:5的比例(重量/重量)混合。如有必要，用于电子供体的材料和用于电子受体的材料可以以1:1至1:3的比例(重量/重量)混合。在本说明书的一个示例性实施方案中，光活性层具有包括n型有机材料层和p型有机材料层的双层薄膜结构，并且p型有机材料层包含所述化合物。在本说明书中，基底可以是具有优异的透明度、表面光滑度、易操作性和防水特性的玻璃基底或透明塑料基底，但不限于此，并且基底没有限制，只要该基底是有机太阳能电池中通常使用的即可。其具体实例包括玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚丙烯(pp)、聚酰亚胺(pi)、三乙酰纤维素(tac)等，但不限于此。第一电极可以是透明且具有优异导电性的材料，但不限于此。其实例包括：金属，例如钒、铬、铜、锌和金，或其合金；金属氧化物，例如锌氧化物、铟氧化物、铟锡氧化物(ito)和铟锌氧化物(izo)；金属和氧化物的组合，例如zno:al或sno2:sb；导电聚合物，例如聚(3-甲基噻吩)、聚[3,4-(乙烯-1,2-二氧)噻吩](pedot)、聚吡咯和聚苯胺；等等，但不限于此。形成第一电极的方法没有特别限制，但是第一电极可以例如通过使用以下方法施加至基底的一个表面上或者通过以膜的形式涂覆来形成：例如溅射、电子束、热沉积、旋涂、丝网印刷、喷墨印刷、刮涂或凹版印刷。当在基底上形成第一电极时，可以对第一电极进行清洗、除去水分和亲水改性的过程。例如，用清洗剂丙酮和异丙醇(ipa)依次清洗图案化的ito基底，然后在热板上在100℃至150℃下干燥1分钟至30分钟，优选在120℃下干燥10分钟以除去水分，并且当基底被彻底清洗时，对基底的表面进行亲水改性。通过如上所述的表面改性，可以将接合表面电势保持在适合于光活性层的表面电势的水平。此外，在改性期间，可以容易地在第一电极上形成聚合物薄膜，并且还可以改善薄膜的品质。用于第一电极的预处理技术的实例包括a)使用平行平板型放电的表面氧化法，b)通过经由在真空状态下使用uv线产生的臭氧使表面氧化的方法，c)使用经由等离子体产生的氧自由基的氧化方法等。可以根据第一电极或基底的状态选择所述方法之一。然而，尽管使用任何方法，但优选通常防止氧气从第一电极或基底的表面分离，并且最大程度地抑制水分和有机材料残留。在这种情况下，可以使预处理的实质效果最大化。作为具体实例，可以使用通过经由使用uv产生的臭氧使表面氧化的方法。在这种情况下，将超声清洗之后的图案化的ito基底在热板上烘烤并充分干燥，然后引入至室中，并且图案化的ito基底可以用通过操作uv灯以使氧气与uv光反应而产生的臭氧进行清洗。然而，本说明书中的图案化的ito基底的表面改性方法不必特别限制，并且可以使用任何方法，只要该方法是使基底氧化的方法即可。第二电极可以是具有低功函数的金属，但不限于此。其具体实例包括：金属，例如镁、钙、钠、钾、钛、铟、钇、锂、钆、铝、银、锡和铅，或其合金；和多层结构材料，例如lif/al、lio2/al、lif/fe、al:li、al:baf2和al:baf2:ba，但不限于此。第二电极可以在表现出真空度为5×10-7托或更低的热蒸镀机中沉积并形成，但形成方法不限于此方法。用于空穴传输层的材料和/或用于电子传输层的材料用于有效地将从光活性层分离的电子和空穴转移至电极，并且材料没有特别限制。用于空穴传输层的材料可以是掺杂有聚(苯乙烯磺酸)的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(pedot:pss)和钼氧化物(moox)；钒氧化物(v2o5)；镍氧化物(nio)；钨氧化物(wox)；等等，但不限于此。用于电子传输层的材料可以是提取电子的金属氧化物，并且其具体实例包括：8-羟基喹啉的金属配合物；包含alq3的配合物；包含liq的金属配合物；lif；ca；钛氧化物(tiox)；锌氧化物(zno)；碳酸铯(cs2co3)；等等，但不限于此。光活性层可以通过如下形成：将光活性材料如电子供体和/或电子受体溶解在有机溶剂中，然后通过诸如旋涂、浸涂、丝网印刷、喷涂、刮涂和刷涂的方法施加所述溶液，但形成方法不限于此。发明实施方式将在以下制备例和实施例中详细描述所述化合物的制备方法和包含所述化合物的有机太阳能电池的制造。然而，提供以下实施例用于例示本说明书，并且本说明书的范围不限于此。制备例1.化合物1的制备(1)化合物c的制备将化合物a(1.41g，2.34mmol)、化合物b(3.08g，5.85mmol)和四(三苯基膦)钯(0)(pd(pph3)4)(0.127g，0.11mmol)放入其中混合有100ml甲苯和100ml二甲基甲酰胺(dmf)的溶液中，并使所得混合物在110℃下反应48小时。反应之后，冷却溶液，用二氯甲烷(dcm)进行萃取，然后除去溶剂。此后，用快速色谱法(己烷:甲基氯＝5:1)纯化产物，从而获得化合物c(产率：56％)。图2是示出化合物c的ms测量结果的图。图3是示出化合物c的nmr测量结果的图。(2)化合物d的制备在0℃下将化合物c(1.53g，1.31mmol)和n-溴代琥珀酰亚胺(nbs)(0.50g，2.82mmol)放入5ml氯仿(chcl3)中之后，将所到混合物在室温下搅拌24小时。反应之后，冷却溶液，用二氯甲烷(dcm)进行萃取，然后除去溶剂。此后，使用己烷用快速色谱法纯化产物，通过异丙醇(ipa)重结晶，并过滤。用ipa和甲醇洗涤所生成的固体，然后在真空条件下干燥24小时，从而获得化合物d(产率：83％)。图4是示出化合物d的ms测量结果的图。图5是示出化合物d的nmr测量结果的图。(3)化合物1的制备在氮气(n2)气氛下将化合物d(0.53g，0.4mmol)、化合物e(0.265g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中放入三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(pd2(dba)3)(7.3mg，0.008mmol)和三(邻甲苯基)膦(p(o-tol)3)(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物1(产率：80％)。制备例2.化合物2的制备在氮气(n2)气氛下将化合物a(0.24g，0.4mmol)、化合物e(0.265g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中添加pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物2(产率：84.5％)。制备例3.化合物3的制备在氮气(n2)气氛下将化合物f(0.306g，0.4mmol)、化合物g(0.33g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中放入pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物3(产率：57％)。制备例4.化合物4的制备在氮气(n2)气氛下将化合物a(0.24g，0.4mmol)、化合物g(0.33g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中放入pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物4(产率：71％)。制备例5.化合物5的制备在氮气(n2)气氛下将化合物d(0.53g，0.4mmol)、化合物h(0.258g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中放入pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物5(产率：48％)。制备例6.化合物6的制备在氮气(n2)气氛下将化合物a(0.24g，0.4mmol)、化合物h(0.258g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中放入pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物6(产率：78％)。制备例7.化合物7的制备在氮气(n2)气氛下将化合物f(0.306g，0.4mmol)、化合物i(0.46g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中放入pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物7(产率：57％)。制备例8.化合物8的制备在氮气(n2)气氛下将化合物a(0.24g，0.4mmol)、化合物i(0.46g，0.4mmol)和10ml氯苯(cb)放入100ml烧瓶中，将混合物用氮气鼓泡30分钟，然后向其中添加pd2(dba)3(7.3mg，0.008mmol)和p(o-tol)3(9.7mg，0.032mmol)，并将所得混合物在110℃下搅拌72小时。此后，向其中添加0.5ml的br-三氟甲苯，并将所得混合物在室温下搅拌24小时。将混合溶液倒入氯仿中并使其通过二氧化硅柱，然后蒸发溶剂。接着，将产物再次溶解在氯仿中之后，将所得溶液倒入其中混合有180ml甲醇和浓度为2m的20ml盐酸的溶液中，并进行过滤。将收集的聚合物在甲醇、丙酮、己烷、二氯甲烷和氯仿中进行索氏萃取，然后将氯仿萃取物倒入甲醇中并沉淀。将沉淀的聚合物再次过滤并在真空条件下干燥过夜，从而获得化合物8(产率：71％)。实施例1.通过将作为供体的制备例1中制备的化合物1和作为受体的pcbm以1:2的比例溶解在氯苯(cb)中来制备复合溶液。在这种情况下，将其浓度调节至2.0重量％，并将有机太阳能电池制成具有ito/zno/光活性层/moo3/ag的结构。使用蒸馏水、丙酮和2-丙醇对涂覆有ito的玻璃基底进行超声洗涤，并用臭氧处理ito表面10分钟，然后通过旋涂zno前体溶液在120℃下热处理10分钟。此后，用0.45μmpp注射器式过滤器过滤复合溶液，然后旋涂以形成光活性层。此后，在热蒸镀机中以的速率在光活性层上沉积moo3至5nm至20nm的厚度，从而制备空穴传输层。此后，在热蒸镀机中以的速率在空穴传输层上沉积ag至10nm的厚度，从而制造有机太阳能电池。实施例2.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物2代替实施例1中的化合物1。实施例3.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物3代替实施例1中的化合物1。实施例4.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物4代替实施例1中的化合物1。实施例5.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物5代替实施例1中的化合物1。实施例6.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物6代替实施例1中的化合物1。实施例7.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物7代替实施例1中的化合物1。实施例8.以与实施例1中相同的方式制造有机太阳能电池，不同之处在于使用化合物8代替实施例1中的化合物1。在100mw/cm2(am1.5)的条件下测量实施例1至8中制造的有机太阳能电池的光电转换特性，并且结果示于下表1和图6中。[表1]voc(v)jsc(ma/cm2)ffη(％)实施例10.7933.870.351.09实施例20.8013.570.340.97实施例30.8003.360.441.18实施例40.8144.480.471.71实施例50.8154.360.471.67实施例60.8284.000.501.67实施例70.80513.6030.5716.26实施例80.76513.4610.6186.36在表1中，voc、jsc、ff和η分别意指开路电压、短路电流、填充因子和能量转换效率。开路电压和短路电流分别是电压-电流密度曲线的第四象限中的x轴截距和y轴截距，并且随着这两个值增加，太阳能电池的效率优选地提高。此外，填充因子是通过可以在曲线内画出的矩形的面积除以短路电流与开路电压的乘积而获得的值。当这三个值除以照射光的强度时可以获得能量转换效率，并且更高的值是优选的。当前第1页12