用于有机太阳能电池的墨组合物以及使用其制造有机太阳能电池的方法与流程

本发明涉及用于有机太阳能电池的墨组合物以及使用其制造有机太阳能电池的方法。

背景技术：

根据太阳能电池的薄膜材料，太阳能电池可以分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。有机太阳能电池是利用光伏效应将太阳能直接转化成电能的装置。

典型的太阳能电池通过掺杂无机半导体(即晶体硅(Si))基于p-n结制造。通过吸收光产生的电子和空穴扩散到p-n结，并通过其电场加速，从而移动到电极。在该过程中，功率转换效率被定义为施加到外部电路的功率与入射到太阳能电池上的太阳功率之比，并且目前在标准化的虚拟太阳辐射条件下测量时为约24％。然而，常规的无机太阳能电池在盈利能力以及材料的需求和供应方面受到限制，因此易于加工并且价廉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受到关注。

根据太阳能电池的薄膜材料，太阳能电池可以分为无机太阳能电池和有机太阳能电池。特别地，有机太阳能电池是通过光伏效应将太阳能直接转化成电能的装置。通常，有机太阳能电池被配置成使得透明基材、由锡掺杂的氧化铟薄膜形成的透明电极(阳极)、光活性层(光吸收层)和铝电极(阴极)按顺序堆叠。光活性层具有本体异质结结构，其中混合有电子受体和空穴受体或电子供体。由于与低分子真空沉积型装置相比，这种有机太阳能电池在低价格、大规模和易于加工方面是有利的，因而有利地预期将来在柔性装置中的使用。

近来，为了使用相对价廉并且使得能够高速生产的印刷工艺有效地制造有机太阳能电池，用于在柔性基材上施用诸如ITO的透明电极的涂覆方法被认为是非常重要的。

技术实现要素：

技术问题

通常，适用于有机太阳能电池的包含共聚物的墨组合物采用卤素溶剂。当使用这种墨组合物制造有机太阳能电池时，溶剂本身对环境有害，因此其使用受限。

因此，本发明旨在提供包含非卤素溶剂的用于有机太阳能电池的墨组合物。

也就是说，本发明旨在提供一种用于有机太阳能电池的墨组合物，其包含单一非卤素溶剂或多种非卤素溶剂。

技术方案

本发明提供了一种用于有机太阳能电池的墨组合物，所述墨组合物包含非卤素溶剂；由以下化学式1表示的共聚物；和有机材料。

[化学式1]

在化学式1中，a和b各自为1至3的整数，

当a为2或更大时，两个或更多个L1彼此相同或不同，

当b为2或更大时，两个或更多个L2彼此相同或不同，

L1和L2彼此相同或不同，并且各自独立地为共轭结构，

R1和R2彼此相同或不同，并且作为L1和L2的共轭结构中经取代的取代基，R1和R2各自独立地为选自以下中的任一种或任意更多种：氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基(alkylthioxy)；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烷基胺基；经取代或未经取代的芳烷基胺基；经取代或未经取代的芳基胺基；经取代或未经取代的杂芳基胺基；经取代或未经取代的芳基；以及含有N、O和S原子中至少一者的经取代或未经取代的杂环基，X1和X2彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR′、NR、O、SiRR′、PR、S、GeRR′、Se或Te，R、R′；R3至R5彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；经取代或未经取代的芳基硫基；经取代或未经取代的烯基；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烷基胺基；经取代或未经取代的胺基；经取代或未经取代的芳基胺基；经取代或未经取代的杂芳基胺基；经取代或未经取代的芳基；或者含有N、O和S原子中至少一者的经取代或未经取代的杂环基，X1′与X1相同或不同，并且独立地如X1中所定义，R3′与R3相同或不同，并且独立地如R3中所定义，l是摩尔分数，0＜l＜1，m是摩尔分数，0＜m＜1，1+m＝1，以及o为在0＜o＜1,000的范围内的整数。

在本发明的一个优选实施方案中，所述非卤素溶剂的汉森溶解度参数为16MPa^0.5至21MPa^0.5并且优选17MPa^0.5至20MPa^0.5的分散度参数δd、0至8MPa^0.5并且优选2MPa^0.5至8MPa^0.5的极性参数δp，以及0至6MPa^0.5并且优选1MPa^0.5至5MPa^0.5的氢键参数δh。另外，所述非卤素溶剂的汉森分数参数为0.6至0.9并且优选0.6至0.8的分数分散度参数(分散力，fd)、0至0.3并且优选0.1至0.3的分数极性参数(极性力，fp)以及0至0.2并且优选0.05至0.2的分数氢键参数(氢键力，fh)。

有益效果

根据本发明，可以提供包含非卤素溶剂的用于有机太阳能电池的墨组合物。本发明的墨组合物可用于任何溶液方法中。

另外，本发明的用于有机太阳能电池的墨组合物的溶剂为至少一种非卤素溶剂，但是可以表现出高溶解度。因此，在制造有机太阳能电池时，可以得到优良的表面特性和光转化效率。特别地，虽然非卤素溶剂通常不适于制造墨，但其与本发明的特定共聚物混合并满足特定参数，从而使得其可以制造具有高溶解度的墨。此外，可以得到环境友好的特性、高稳定性和降低的生产成本。

附图说明

图1是通过绘制试验例1的值而体现的Teas图。

具体实施方式

下文中，将对本发明进行详细描述。进行以下描述以解释说明本发明，因此，即使当其包括限制性表述时，这些也不应被解释为限制由所附权利要求限定的本发明的范围。

用于有机太阳能电池的常规墨组合物由于共聚物的溶解度而使用卤素溶剂。当使用这种墨组合物制造有机太阳能电池时，溶剂本身对环境有害，因此其使用受到限制。

因此，本发明人试图寻找对环境无害并具有高共聚物溶解度的非卤素溶剂，而且已经通过单独地或组合地使用特定的非卤素溶剂并满足特定的参数解决了常规问题，从而实现了本发明。

本发明的一个方面涉及一种用于有机太阳能电池的墨组合物，其包含非卤素溶剂；由以下化学式1表示的共聚物；和有机材料。

[化学式1]

在化学式1中，a和b各自为1至3的整数，

当a为2或更大时，两个或更多个L1彼此相同或不同，

当b为2或更大时，两个或更多个L2彼此相同或不同，

L1和L2彼此相同或不同，并且各自独立地为共轭结构，

R1和R2彼此相同或不同，并且作为L1和L2的共轭结构中经取代的取代基，R1和R2各自独立地为选自以下中的任一种或任意更多种：氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；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烷基胺基；经取代或未经取代的芳烷基胺基；经取代或未经取代的芳基胺基；经取代或未经取代的杂芳基胺基；经取代或未经取代的芳基；以及含有N、O和S原子中至少一者的经取代或未经取代的杂环基；X1和X2彼此相同或不同，并且各自独立地为CRR′、NR、O、SiRR′、PR、S、GeRR′、Se或Te，R、R′和R3至R5彼此相同或不同，并且各自独立地为氢；氘；卤素基团；腈基；硝基；酰亚胺基；酰胺基；羟基；经取代或未经取代的烷基；经取代或未经取代的环烷基；经取代或未经取代的烷氧基；经取代或未经取代的芳氧基；经取代或未经取代的烷基硫基；经取代或未经取代的芳基硫基；经取代或未经取代的烯基；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烷基胺基；经取代或未经取代的胺基；经取代或未经取代的芳基胺基；经取代或未经取代的杂芳基胺基；经取代或未经取代的芳基；或者含有N、O和S原子中至少一者的经取代或未经取代的杂环基，X1′与X1相同或不同，并且独立地如X1中所定义，R3′与R3相同或不同，并且独立地如R3中所定义，l是摩尔分数，0＜l＜1，m是摩尔分数，0＜m＜1，1+m＝1，并且o为在0＜o＜1,000的范围内的整数。

以下首先描述非卤素溶剂。

在本发明中，用于有机太阳能电池的墨组合物的溶剂为非卤素溶剂。

通常，用于有机太阳能电池的墨组合物的聚合物选择性地高度溶解于卤素溶剂中。然而，卤素溶剂对环境有害，其使用受到限制。这种卤素溶剂对人体有害，因此在大规模加工时可能发生产生工作危害的问题。

另一方面，用于墨组合物的聚合物在非卤素溶剂中具有低溶解度。因此，在本发明中，以与特定共聚物的混合物形式使用非卤素溶剂，从而解决溶解度问题。

在本发明的一个优选实施方案中，非卤素溶剂可以是包含至少一种非卤素溶剂的溶剂混合物，优选包含两种或三种非卤素溶剂的溶剂混合物。

在本发明的一个优选实施方案中，非卤素溶剂可以包括选自以下的至少一者：1，2，3，4-四氢化萘、1-甲基-萘、1，2-二甲基苯、1，3，5-三甲基苯、苯、甲苯、苯乙烯、四氢噻吩苯甲醛、苯乙酮、二苯醚、硝基苯、吡啶、三乙胺、4-乙烯基吡啶和4-甲基异丙基苯。

在本发明中，可以单独使用满足汉森溶解度参数和汉森分数参数的值的非卤素溶剂，或者可以组合使用两种或更多种非卤素溶剂，以达到汉森溶解度参数和汉森分数参数的值。

在本发明的一个优选实施方案中，所述非卤素溶剂的汉森溶解度参数为16MPa^0.5至21MPa^0.5的分散度参数δd、0至8MPa^0.5的极性参数δp，以及0至6MPa^0.5的氢键参数δh。优选地，所述非卤素溶剂的汉森溶解度参数为17MPa^0.5至20MPa^0.5的分散度参数(δd)、2MPa^0.5至8MPa^0.5的极性参数(δp)，以及1MPa^0.5至5MPa^0.5的氢键参数(δh)。

另外，所述非卤素溶剂的汉森分数参数为0.6至0.9的分数分散度参数(分散力，fd)、0至0.3的分数极性参数(极性力，fp)以及0至0.2的分数氢键参数(氢键力，fh)。优选地，所述非卤素溶剂的汉森分数参数为0.6至0.8的分数分散度参数(分散力，fd)、0.1至0.3的分数极性参数(极性力，fp)以及0.05至0.2的分数氢键参数(氢键力，fh)。

术语“汉森溶解度参数”是能够估计任一种材料是否溶解于另一种材料中形成均匀溶液的参数。该参数可以用于识别彼此不相容或具有有限溶解度的材料。具体地，汉森溶解度参数可以包括分散度参数δd、极性参数δp和氢键参数δh。

上述三个汉森溶解度参数存在于三角形Teas图中的单一图表中。汉森溶解度参数必须根据下面的数学式1至3转换为标准化值，即分数值，以便绘制在单一图表中。分数参数包括汉森分数分散度参数fd、分数极性参数fp和分数氢键参数fh。

[数学式1]

[数学式2]

[数学式3]

汉森分数参数用于定义溶剂的溶解度参数，其可以从汉森溶解度参数计算，并用于使上述三个汉森溶解度参数标准化。因此，三个标准化的参数之和总是1。

具体地，对于非卤素溶剂的汉森参数，可以参考HANSEN SOLUBILITY PARAMETERS-A USER′S HANDBOOK-Charles M.Hansen的值。

可以调节包含至少一种非卤素溶剂的溶剂混合物中其分数体积含量Φ以满足以下数学式4至15，以便选择为在根据本发明的汉森溶解度参数和汉森分数参数范围内。

在本发明的一个优选实施方案中，包含至少一种非卤素溶剂的所述溶剂混合物可满足以下数学式4至6：

[数学式4]

16≤{δd_n＝(φδd)₁+(φδd)₂+...+(φδd)_n}≤21

[数学式5]

0≤{δp_n＝(φδp)₁+(φδp)₂+...+(φδp)_n}≤8

[数学式6]

0≤{δh_n＝(φδh)₁+(φδh)₂+...+(φδh)_n}≤6

在数学式4至6中，n为1至50的整数，并且优选1至16的整数，表示包含于溶剂混合物中的非卤素溶剂的种类数，Φ是包含于所述溶剂混合物中的非卤素溶剂的分数体积含量，δd为分散度参数，δp为极性参数，δh为氢键参数。

(源自PAINT FLOW AND PIGMENT DISPERSION-Temple C.Patton)

优选地，包含至少一种非卤素溶剂的溶剂混合物满足以下数学式10至12：

[数学式10]

17≤{δd_n＝(φδd)₁+(φδd)₂+...+(φδd)_n}≤20

[数学式11]

2≤{δp_n＝(φδp)₁+(φδp)₂+...+(φδp)_n}≤8

[数学式12]

1≤{δh_n＝(φδh)₁+(φδh)₂+...+(φδh)_n}≤5

在数学式10至12中，n为1至50的整数，并且优选1至16的整数，表示包含于溶剂混合物中的非卤素溶剂的种类数，Φ是包含于溶剂混合物中的非卤素溶剂的分数体积含量，δd为分散度参数，δp为极性参数，δh为氢键参数。

在本发明的一个优选实施方案中，包含至少一种非卤素溶剂的溶剂混合物可满足以下数学式7至9：

[数学式7]

[数学式8]

[数学式9]

在数学式7至9中，n为1至50的整数，并且优选1至16的整数，表示包含于所述溶剂混合物中的非卤素溶剂的种类数，fd为分数分散度参数，fp为分数极性参数，fh为分数氢键参数，δd为分散度参数，δp为极性参数，δh为氢键参数。

(源自HANSEN SOLUBILITY PARAMETERS-A USER’S HANDBOOK-Charles M.Hansen)

优选地，包含至少一种非卤素溶剂的溶剂混合物满足以下数学式13至15：

[数学式13]

[数学式14]

[数学式15]

(源自HANSEN SOLUBILITY PARAMETERS-A USER’S HANDBOOK-Charles M.Hansen)

在数学式13至15中，n为1至50的整数，并且优选1至16的整数，表示包含于溶剂混合物中的非卤素溶剂的种类数，fd为分数分散度参数，fp为分数极性参数，fh为分数氢键参数，δd为分散度参数，δp为极性参数，δh为氢键参数。

接下来，以下描述由化学式1表示的共聚物。

在本发明中，由化学式1表示的共聚物可以用作有机太阳能电池中的光活性层(光吸收层)的组分，并且是电子供体材料。

在本发明的一个优选实施方案中，由化学式1表示的化合物可以是由选自以下化学式1-1至1-5中的任一者表示的共聚物。

[化学式1-1]

[化学式1-2]

[化学式1-3]

[化学式1-4]

[化学式1-5]

在化学式1-1至1-5中，l、m和o如上所定义。在本说明书的一个实施方案中，l为0.5，m为0.5，并且共聚物的端基为杂环基或芳基。

在本说明书的一个示例性实施方案中，共聚物的端基为4-(三氟甲基)苯基。

在本发明的一个优选实施方案中，由化学式1表示的共聚物的数均分子量为500g/mol至1,000,000g/mol，优选10,000g/mol至100,000g/mol，并且更优选30,000g/mol至70,000g/mol。

在本发明的一个优选实施方案中，由化学式1表示的共聚物可以是无规共聚物。当化学式1表示的共聚物是无规共聚物时，结晶度可以降低，因此无定形性可提高，从而确保长期的热稳定性，另外，包含由化学式1表示的共聚物的器件和模块的制造变得容易。此外，可以调节无规共聚物中的共聚物的比例，使得容易控制溶解度，因此可以容易地提供适合于制造太阳能电池的溶解度，从而得到高效太阳能电池。

由化学式1表示的共聚物的分子量分布可以是1至100，优选1至3。随着分子量分布减小和数均分子量增加，电特性和机械特性得以改善。为了通过确保预定水平或更大的溶解度来促进溶液涂覆过程，共聚物的数均分子量优选设定为100,000或更小。这样，可以进行任何溶液涂覆过程，只要其在本领域中是通常使用的即可，并且优选包括喷墨印刷、丝网印刷和旋涂。

由化学式1表示的共聚物可以通过以下制备例制备。

这样的共聚物可以以如下方式获得：将溶剂、由衍生自以下化学式2至4表示的第一单元至第三单元的三种单体、和催化剂置于反应器中，并进行Suzuki偶联反应、Stille偶联反应或另一些反应，随后封端，然后将反应产物冷却至室温并倒入甲醇中，过滤固体，并且用甲醇、丙酮、己烷或氯仿进行索式(Soxhlet)萃取，然后氯仿部分再次在甲醇中沉淀，从而过滤固体。

[化学式2]

[化学式3]

[化学式4]

在化学式2至4中，R1至R5、L1、L2、X1、X2、a和b如化学式1中所定义。

由化学式1表示的共聚物可以通过包括多个步骤的化学反应制备。单体通过烷基化、Grignard反应、Suzuki偶联反应和Stille偶联反应制备，然后最终共聚物可以通过碳-碳偶联反应如Stille偶联反应等制备。当待引入的取代基是硼酸或硼酸酯时，共聚物可以通过Suzuki偶联反应制备，而当待引入的取代基是三丁基锡时，共聚物可以通过Stille偶联反应制备，但是本发明不限于此。

接下来，以下对有机材料进行说明。

在本发明中，有机材料在生产用于有机太阳能电池的墨组合物时用作电子受体材料。在本发明中，必须基本上包含有机材料和由化学式1表示的共聚物二者。这是因为共聚物和有机材料分别是电子供体材料和电子受体材料。当一起包含上述两种材料时，发生有效的电荷分离，由此有机太阳能电池工作。根据本发明的一个优选实施方案，有机材料可以包括选自以下中的任一种或任意更多种：富勒烯、富勒烯衍生物、浴铜灵、半导体单质、半导体化合物及其混合物。优选有用的是选自以下的任一者或更多者：PC₆₁BM([6，6]-苯基-C61-丁酸甲酯)、PC₇₁BM、PBDTTT-C(聚[4，8-双烷氧基苯并[1，2-b：4，5-b′]二噻吩-2，6-二基-交替-[烷基噻吩并[3，4-b]噻吩-2-甲酸酯]-2，6-二基)、PTB7(聚[[4，8-双[2-乙基己基]氧基]苯并[1，2-b：4，5-b′]二噻吩-2，6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3，4-b]噻吩二基]])和PCPDTBT(聚[2，6-(4，4-双(2-乙基己基)-4H-环戊并[2，1-b；3，4-b′]二噻吩)-交替-4，7-(2，1，3-苯并噻二唑)])。

在本发明的一个优选实施方案中，由化学式1表示的共聚物与有机材料的重量比为1∶0.1至1∶10，优选1∶0.5至1∶3。

在根据本发明的一个优选实施方案的用于有机太阳能电池的墨组合物中，基于墨组合物的总重量％，可以以0.1重量％至10重量％，优选0.1重量％至5重量％的量包含由化学式1表示的共聚物。如果共聚物的量小于0.1重量％，则在制造器件之后无法充分地吸收光，不利地降低光转化效率。另一方面，如果其量大于10重量％，则共聚物的溶解度可超出相应的范围，不利地在墨中产生沉淀。因此，共聚物的量优选落在上述范围中。以剩余的量使用非卤素溶剂，使得本发明的墨组合物的总重量可以满足100重量％。

在本发明的一个优选实施方式中，用于有机太阳能电池的墨组合物的粘度可以为1cP至100cP，优选10cP至100cP，更优选30cP至80cP。

在本发明的一个优选实施方案中，用于有机太阳能电池的墨组合物还可以包含选自以下中的任一种或任意更多种：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。表面活性剂用于调节墨铺展性，并且可以根据需要另外地包含表面活性剂。

因此，在根据本发明的用于有机太阳能电池的墨组合物中，由化学式1表示的共聚物在非卤素溶剂中具有高溶解度，从而在制造有机太阳能电池时改善了表面特性和光转化效率。此外，可获得环境友好特性、高稳定性和降低的生产成本。

本发明的另一方面涉及一种制造有机太阳能电池的方法，其包括通过使本发明的墨组合物经历溶液涂覆过程而形成光活性层。

在本发明的一个优选实施方案中，光活性层的形成可以通过使墨组合物经历溶液涂覆过程来实施。墨组合物的溶液涂覆过程可以使用本领域公知的任何方法进行。优选地，溶液涂覆过程为选自旋涂、凹版胶印、喷墨印刷、丝网应刷和绢网印刷中的任一种。特别有用的是旋涂。

有机太阳能电池可以制造为具有多种结构，并且可以配置为使得可以在基材上施用诸如空穴传输层或电子传输层的附加层，并且本发明的墨组合物可以通过在基材上的溶液涂覆来施用，从而形成光活性层。因此，可以使用任何基材而没有限制，只要其在本领域中是通常使用的即可。优选有用的是玻璃基材或透明塑料基材。

在溶液涂覆过程之后，还可以进行热处理。使用减压干燥器、对流烘箱、热板或IR烘箱进行热处理以干燥所施用的墨组合物层。如此，热处理可以在30℃至250℃下进行30秒至30分钟。

本发明的又一方面涉及由本发明的墨组合物形成的光活性层。此外，本发明的还一方面涉及包括本发明的光活性层的有机太阳能电池。

实施方式

通过以下实施例可以获得对本发明的更好理解，所述实施例用于解释说明，但不应解释为限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求给出，并且还包含等同于权利要求的含义和范围内的所有修改。除非另有说明，否则以下实施例和比较例中表示量的“％”和“份”基于重量给出。

合成例

在微波反应器瓶中放置15ml氯苯、2，6-双(三甲基锡)-4，8-双(2-乙基己基-2-噻吩基)-苯并[1，2-b：4，5-b′]二噻吩(0.7g，0.7738mmol)、2，5-双(三甲基甲锡烷基)噻吩(0.3171g，0.7738mmol)、1，3-二溴-5-十二烷基噻吩并[3，4-c]吡咯-4，6-二酮(0.7418g，1.548mmol)、Pd₂(dba)₃(三(二亚苄基丙酮)二钯(0)，28mg)和三(邻甲苯基)膦(37mg)，并使之在170℃下反应1小时。将混合物冷却至室温并倒入甲醇中，然后过滤固体，并用甲醇、丙酮、己烷或氯仿进行索式萃取，然后氯仿部分再次在甲醇中沉淀，从而过滤固体。由此，由化学式1表示的共聚物如以下方案1所示来制备。

[方案1]

制备例1至17和比较制备例1至3

将2重量％的合成例中制备的共聚物与98重量％的如下表1所示的各种溶剂混合，并且在60℃下溶解3小时。

[表1]

测试例1

在制备实施例1至17和比较制备例1至3中，用肉眼观察合成例的共聚物的溶解度。

○：在溶解后，在墨组合物中没有观察到共聚物的沉淀。

△：在溶解后，墨组合物中溶液的颜色是均匀的，但在其下部观察到沉淀。

X：在溶解后，溶液的上部是无色的，并且在墨组合物中观察到大量的沉淀。

[表2]

图1示出了基于测试结果的Teas图。

基于如制备例1至17所示的测量结果，合成例的共聚物在非卤素溶剂中表现出高的溶解度。特别是在制备例11至14和制备例17中，使用满足汉森溶解度参数和汉森分数参数的包含两种或更多种非卤素溶剂的溶剂混合物。因此，多种非卤素溶剂显示出高溶解度，并且适于制备用于有机太阳能电池的墨组合物。

在有机材料的情况下，不进行另外的测试，因为其在非卤素溶剂中具有高溶解度。

实施例1至8和比较例1和2

制备包含4重量％混合物和96重量％的下表3的溶剂的用于有机太阳能电池的各墨组合物，所述混合物包含重量比为1∶2的合成例的共聚物和PC₆₁BM。

测试例2

如下制造被配置为包括ITO/ZnO/光活性层/MoO_x/Ag的有机太阳能电池。

将经ITO涂覆的玻璃基材用蒸馏水、丙酮和2-丙醇进行超声处理，将ITO的表面用臭氧处理10分钟，通过旋涂施用ZnO至厚度为30μm，并且在220℃进行热处理5分钟。为了形成光活性层，通过旋涂施用实施例1至8和比较例1至2中的各墨组合物，并且使用热蒸镀机在3×10托的真空下分别沉积MoO_x和Ag至厚度为10nm和100nm，由此制造有机太阳能电池。在100mW/cm(AM 1.5)下测量所制造的有机太阳能电池的光电转化特性。结果示于下表3中。

[表3]

从表3可以明显看出，V_OC表示开路电压，J_SC为短路电流，FF为填充因子，并且PCE为能量转化效率。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轴和Y轴截距。当上述两个值增加时，太阳能电池的效率优选地提高。通过曲线内矩形面积除以由开路电压和短路电流相乘得到的乘积来获得填充因子。当这三个值除以辐照光的强度时，可以确定能量转化效率。高能量转化效率被认为是优选的。

从表3的结果可以明显看出，使用实施例1至8的墨组合物的有机太阳能电池表现出与使用比较例1和2的墨组合物的有机太阳能电池相似的效率和性能。特别地，实施例5至7与比较例1和2相比显示出高效率。