新型化合物及担载有该新型化合物的担载体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及下述通式(1)所示的新型化合物、将该新型化合物担载于载体上而成的担载体及使用了该担载体的光电转换元件。式中，Z为C1～50的共轭性基团，R1表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基取代了的C6～20的芳香族烃基、被脂肪族烃基取代了的C7～20的芳香族烃基或C1～20的脂肪族烃基，该脂肪族烃基可以被-O-等中断，R2表示氢原子或可被取代的C1～20的烃基，R30～R33、R40～R44表示氢原子或可被取代的烃基，它们可以连接形成环，R5表示氢原子或氰基，R11为表示下述部分结构式(11-1)或(11-2)所示的基团，式中的n、环A等的定义参见说明书。
【专利说明】新型化合物及担载有该新型化合物的担载体
【技术领域】
[0001]本发明涉及新型化合物、将该新型化合物担载于载体而成的担载体及使用了该担载体的光电转换元件。
【背景技术】
[0002]一直以来，在多种多样的【技术领域】中广泛使用色素。举其一例时，在太阳能电池等光电转换元件的领域中，具有光增感作用的色素被用于色素增感型光电转换元件中。该色素增感型光电转换元件理论上可期待高效率，相比较于使用了以往的硅半导体的光电转换元件，认为能够以低成本进行制造。
[0003]色素增感型光电转换元件具有带有使用了色素的载体的氧化物半导体的电极。该色素增感型光电转换元件中，色素将入射到元件的光吸收而被激发，被激发的色素将电子注入到载体中，从而进行光电转换。
[0004]作为提高色素增感型光电转换元件的转换效率及耐久性的手法，探讨了提高载体和色素的担载性。即，通过提高物理和/或化学的吸附性，能够使色素的激发能量以高效率移动至载体，还可以抑制色素溶出至元件中(具体地说是溶出至电解液等中)。作为提高担载性的手法，公开了使色素分子具有羧酸基发生酰胺键合而成的结构的手法(专利文献I)、使色素分子具有2个羧基的手法(专利文献2)等。
[0005]就作为色素增感型光电转换元件的主要用途之一的太阳能电池而言，在其用途的特性方面要求高的耐久性，而公知的色素及使用了该色素的光电转换元件仍无法获得充分的特性。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2011-122088号公报
[0009]专利文献2:日本特开2000-299139号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的技术问题
[0011]因此，本发明的目的在于提供新型化合物、特别是作为对载体显示出高吸附性的色素的新型化合物、将该新型化合物担载于载体而成的担载体及高效率和高耐久性的光电转换元件。
[0012]用于解决技术问题的方法
[0013]本发明人们深入研究的结果发现了具有特定结构的新型化合物，该化合物可达成上述目的，从而完成了本发明。
[0014]即，本发明提供下述通式(I)所示的新型化合物、担载有该化合物的担载体及具备具有该担载体的电极的光电转换元件。
[0015]
【权利要求】
1.一种下述通式(I)所示的新型化合物，
式中，Z为不饱和脂肪族烃基、芳香族烃基、芳香族杂环基或这些基团中的I种或2种以上连接而成的碳原子数为I~50的共轭性基团， Rl表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基中的至少I个取代了的碳原子数为6~20的芳香族烃基、被脂肪族烃基取代了的碳原子数为7~20的芳香族烃基或碳原子数为I~20的脂肪族烃基，该脂肪族烃基可以被-O-、-COO-, -0C0-, -NR24-, -NR24⑶O-或-OCONR24-中断I~3次，在中断2次以上的情况下，中断的基团不相邻；R24表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基取代了的或未被取代的碳原子数为6~10的芳香族烃基、被脂肪族烃基取代了的碳原子数为7~15的芳香族烃基或碳原子数为I~10的脂肪族烃基， R2表示氢原子或可被取代的碳原子数为I~20的烃基，1?30、1?31、1?32、1?33、1?40、1?41、R42、R43及R44各自独立地表示氢原子或可被取代的烃基，R30与R31、R40与R41、R41与R42、R42与R43、R33与R44可分别连接形成环， R5表示氢原子或氰基， Rll为下述部分结构式(11-1)或(11-2)所示的基团，
式中，η表示I~4的整数， 环A表示苯环、萘环、环己烷环、环己烯环或环己二烯环， 式中的除羧基的氢原子以外的氢原子可被羧基、氰基、氨基、酰胺基、硝基或者被这些基团取代了的碳原子数为I~4的脂肪族烃基或者碳原子数为I~4的无取代脂肪族烃基所取代。
2.根据权利要求1所述的新型化合物，其用下述通式(2)表示，
式中，Z、R1、R11、R2、R30、R31、R32、R40、R41、R42、R43 及 R5 与所述通式(I)中的含义相同。
3.根据权利要求1或2所述的新型化合物，其中，Z所表示的共轭性基团为选自下述式(Z-1)~(Z-10)所示基团中的基团连接I~7个而成的基团，
式中，X表不S、O、NR6或SiR6R7,式中的除了直接键合于氮原子的氢原子之外的氢原子可以被氟原子、氯原子、碘原子、氰基、硝基、-0R6基、-SR6基、-NR6R7基、_SiR6R7R8基或可被取代的脂肪族烃基所取代，R6、R7及R8表示氢原子或可被取代的烃基。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的新型化合物，其中，Z所表示的共轭性基团具有至少I个所述式(Z-7)所示的基团。
5.一种担载体，其担载有下述通式(I)所示的化合物，
式中，Z为不饱和脂肪族烃基、芳香族烃基、芳香族杂环基或这些基团中的I种或2种以上连接而成的碳原子数为I~50的共轭性基团， Rl表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基中的至少I个取代了的碳原子数为6~20的芳香族烃基、被脂肪族烃基取代了的碳原子数为7~20的芳香族烃基或碳原子数为I~20的脂肪族烃基，该脂肪族烃基可以被-O-、-COO-, -0C0-, -NR24-, -NR24⑶O-或-OCONR24-中断I~3次，在中断2次以上的情况下，中断的基团不相邻；R24表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基取代了的或未被取代的碳原子数为6~10的芳香族烃基、被脂肪族烃基取代了的碳原子数为7~15的芳香族烃基或碳原子数为I~10的脂肪族烃基， R2表示氢原子或可被取代的碳原子数为I~20的烃基，1?30、1?31、1?32、1?33、1?40、1?41、R42、R43及R44各自独立地表示氢原子或可被取代的烃基，R30与R31、R40与R41、R41与R42、R42与R43、R33与R44可分别连接形成环， R5表示氢原子或氰基， Rll为下述部分结构式(11-1)或(11-2)所示的基团，
式中，η表示I~4的整数， 环A表示苯环、萘环、环己烷环、环己烯环或环己二烯环，式中的除羧基的氢原子以外的氢原子可被羧基、氰基、氨基、酰胺基、硝基或者被这些基团取代了的碳原子数为I~4的脂肪族烃基或者碳原子数为I~4的无取代脂肪族烃基所取代。
6.根据权利要求5所述的担载体，其中，担载有下述通式(2)所示的化合物作为所述通式(I)所示的化合物，
式中，Z、R1、R11、R2、R30、R31、R32、R40、R41、R42、R43 及 R5 与所述通式(I)中的含义相同。
7.根据权利要求5或6所述的担载体，其中，所述通式(I)中，Z所表示的共轭性基团为选自下述式(Z-1)~(Z-1O)所示基团中的基团连接I~7个而成的基团，
式中，X表不S、O、NR6或SiR6R7,式中的除了直接键合于氮原子的氢原子之外的氢原子可以被氟原子、氯原子、碘原子、氰基、硝基、-0R6基、-SR6基、-NR6R7基、_SiR6R7R8基或可被取代的脂肪族烃基所取代，R6、R7及R8表示氢原子或可被取代的烃基。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的担载体，其中，所述通式⑴中，Z所表示的共轭性基团具有至少I个所述式(Z-7)所示的基团。
9.一种光电转换兀件，其具备具有权利要求5~8中任一项所述的担载体的电极。
【文档编号】H01L51/46GK104053651SQ201380005148
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年2月27日 优先权日:2012年3月7日
【发明者】长田广幸, 青山洋平 申请人:株式会社艾迪科