共轭高分子的制造方法、共轭高分子、光电转换元件、太阳能电池以及太阳能电池模块的制作方法
【专利摘要】本发明以采用基于过渡金属催化剂进行的单体的偶联反应而得到分子量更大的共轭高分子为课题。本发明涉及一种共轭高分子的制造方法，包含通过偶联反应使1种以上的单体聚合的工序，并用1种以上的均相过渡金属配合物催化剂和1种以上的非均相过渡金属配合物催化剂来进行单体的偶联反应。
【专利说明】共轭高分子的制造方法、共轭高分子、光电转换元件、太阳能电池以及太阳能电池模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及共轭高分子的制造方法、共轭高分子、光电转换元件、太阳能电池以及太阳能电池模块。
【背景技术】
[0002]作为有机EL、有机薄膜晶体管、有机发光传感器等器件的半导体材料，可利用共轭高分子，其中，在高分子有机太阳能电池中的应用备受瞩目。
[0003]作为共轭高分子的合成方法，已知使用过渡金属配合物催化剂使单体偶联的方法。
[0004]例如，公开了通过使用了四(三苯基膦)钯(O )或者四(三邻甲苯基膦)钯(O )的均相过渡金属配合物催化剂的Stille偶联法得到具有酰亚胺噻吩骨架和二噻吩并环戊二烯骨架的共聚物的方法(专利文献1、非专利文献1、非专利文献2、非专利文献3)。
[0005]公开了一种通过使用了四(三邻甲苯基膦)钯(O)或者双(1，5-环辛二烯)镍(O)的均相过渡金属配合物催化剂的铃木偶联法得到具有芴骨架和联苯胺骨架的共聚物的方法(专利文献2、专利文献3)。
[0006]另外，记载了可采用非均相过渡金属配合物催化剂作为共轭高分子的合成方法中使用的催化剂(专利文献2)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:国际公开第2011/063534号
[0010]专利文献2:日本特表2008-525603号公报
[0011]专利文献3:日本特开2010-147487号公报
[0012]非专利文献1: Journal of the American Chemical Society (2011), 133 (12),4250-4253.[0013]非专利文献2: Journal of the American Chemical Society (2011), 133 (26),10062-10065.[0014]非专利文献3: Journal of Materials Chemistry (2011),21 (11), 3895-3902.[0015]非专利文献4:Chem.Rev.2011, 111, 1493-1528.
【发明内容】
[0016]为了开发性能更高的器件，要求获得分子量更大的共轭高分子。然而，在上述记载的现有技术中，采用基于过渡金属配合物催化剂进行的单体、特别是热和/或化学不稳定的单体的偶联反应来得到分子量足够大的共轭高分子的方法是未知的。
[0017] 本发明的目的在于采用基于过渡金属配合物催化剂进行的单体的偶联反应来得到分子量更大的共轭高分子。[0018]本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现通过并用I种以上的均相过渡金属配合物催化剂和I种以上的非均相过渡金属配合物催化剂的偶联反应使单体聚合，从而能够得到分子量更大的共轭高分子，从而完成了本发明。
[0019]即，本发明以以下内容为主旨。
[0020]1.一种共轭高分子的制造方法，其特征在于，包含通过偶联反应使I种以上的单体聚合的工序，并用I种以上的均相过渡金属配合物催化剂和I种以上的非均相过渡金属配合物催化剂进行单体的偶联反应。
[0021 ] 2.根据前项I记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述偶联反应是在上述I种以上的均相过渡金属配合物催化剂和上述I种以上的非均相过渡金属配合物催化剂共存下进行的反应。
[0022]3.根据前项I或2记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述非均相过渡金属配合物催化剂含有负载于载体的过渡金属配合物。
[0023]4.根据前项I~3中任I项记载的共轭高分子的制造方法，其中，构成上述均相过渡金属配合物催化剂和上述非均相过渡金属配合物催化剂的过渡金属分别为后过渡金属。
[0024]5.根据前项I~4中任I项记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述单体为共轭化合物或芳香族化合物。
[0025]6.根据前项5记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述芳香族化合物包含稠合芳香族化合物。
[0026]7.根据前项5或6记载的共轭高分子化合物的制造方法，其中，上述芳香族化合物是具有η个(η为2~4的整数)活性基团的芳香族化合物(Ar (η))，且所述芳香族化合物满足下述条件。
[0027]条件:将含有芳香族化合物(Ar(n))l.0g的己烧溶液5ml注入色谱柱(内径15mm,长度5cm，填充含有硅胶(球状，中性(ρΗ7.0±0.5)，粒径63~210 μ m)20g和无水碳酸钾2g的己烷溶液50mL)，将己烷作为展开溶剂(流速50ml/min)，在室温下通过色谱柱3分钟的溶液中的、具有少于η个活性基团的芳香族化合物的合计比例相对于向该色谱柱注入前的芳香族化合物(Ar (η))为5mol%以上。
[0028]8.根据前项7记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述活性基团是具有L1、Mg、Zn、B或者选自元素周期表第IV A族元素的原子的基团。
[0029]9.根据前项7或8记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述芳香族化合物(Ar(η))含有芳香族杂环，上述活性基团与该芳香族杂环键合。
[0030]10.根据前项7~9中任I项记载的共轭高分子的制造方法，其中，上述(Ar (η))是由下述通式(Α4)或(Α4’ )表示的芳香族化合物。
[0031]
【权利要求】
1.一种共轭高分子的制造方法，其特征在于，包含通过偶联反应使I种以上的单体聚合的工序，并用I种以上的均相过渡金属配合物催化剂和I种以上的非均相过渡金属配合物催化剂进行单体的偶联反应。
2.根据权利要求1所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述偶联反应是在所述I种以上的均相过渡金属配合物催化剂和所述I种以上的非均相过渡金属配合物催化剂共存下进行的反应。
3.根据权利要求1或2所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述非均相过渡金属配合物催化剂含有负载于载体的过渡金属配合物。
4.根据权利要求1~3中任I项所述的共轭高分子的制造方法，其中，构成所述均相过渡金属配合物催化剂和所述非均相过渡金属配合物催化剂的过渡金属分别为后过渡金属。
5.根据权利要求1~4中任I项所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述单体为共轭化合物或芳香族化合物。
6.根据权利要求5所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述芳香族化合物包含稠合芳香族化合物。
7.根据权利要求5或6所述的共轭高分子化合物的制造方法，其中，所述芳香族化合物是具有η个活性基团的芳香族化合物AKn)，其中η为2~4的整数，且所述芳香族化合物满足下述条件， 条件:将含有1.0g芳香族化合物Ar (η)的己烷溶液5ml注入色谱柱，将己烷作为展开溶剂，在室温下通过色谱柱3分钟的溶液中的、具有少于η个活性基团的芳香族化合物的合计比例相对于向该色谱柱注入前的芳香族化合物Ar (η)为5mol%以上,其中,所述色谱柱的内径为15mm、长度为5cm、填充含有硅胶20g和无水碳酸钾2g的己烧溶液50mL,所述硅胶为球状、pH7.0±0.5的中性且粒径为63~210 μ m，所述展开溶剂的流速为50ml/min。
8.根据权利要求7所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述活性基团是具有L1、Mg、Zn、B或者选自元素周期表第IV A族元素的原子的基团。
9.根据权利要求7或8所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述芳香族化合物AKn)含有芳香族杂环，所述活性基团与该芳香族杂环键合。
10.根据权利要求7~9中任I项所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述Ar(η)是由下述通式(Α4)或(Α4’)表示的芳香族化合物，
11.根据权利要求10所述的共轭高分子的制造方法，其中，由所述通式(A4)或(A4’)表示的化合物是由通式(A6 )或(A6 ’)表示的化合物，
12.根据权利要求11所述的共轭高分子的制造方法，其中，所述环C是5元环或6元环的单环、或者是这些环稠合2~6个而成的环。
13.根据权利要求10~12中任I项所述的共轭高分子的制造方法，其中，作为所述单体，进一步含有选自下述式(A11)、(A12)、(A13)以及(A17)表示的化合物中的芳香族化合物，
14.一种光电转换元件，其特征在于，含有通过权利要求1~13所述的制造方法得到的共轭高分子。
15.一种太阳能电池，其特征在于，含有权利要求14中得到的光电转换元件。
16.一种太阳能电池模块， 其特征在于，含有权利要求15中得到的太阳能电池。
【文档编号】H01L51/42GK103917575SQ201280053898
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2011年11月2日
【发明者】佐藤济, 藤田理惠子, 河井润也, 佐竹贤一, 古屋光教 申请人:三菱化学株式会社