(57)【要約】  新規な光活性ポリマー、ならびに関連の太陽電池、物品、システムおよび方法を開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品であって、
第一電極と、
第二電極と、
第一電極と第二電極との間に配置された光活性材料であって、第一および第二のコモノマー繰り返し単位を含んでいるポリマーからなる、該光活性材料とを備え、
ここで、前記第一のコモノマー繰り返し単位は、フェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分を含み；
前記第二のコモノマー繰り返し単位は、ベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、またはベンゾトリアゾール部分を含み；かつ
太陽電池として構成されている、物品。
【請求項２】
請求項１に記載の物品であって、前記第一のコモノマー繰り返し単位が、式（１）のフェニル部分：
【化１】
2013542585.tif 000018
を含み、
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルであって、ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のうちの少なくとも２つがハロまたはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルである、物品。
【請求項３】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、ハロである、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、フルオロである、請求項２に記載の物品。
【請求項５】
請求項１に記載の物品であって、前記第二のコモノマー繰り返し単位が、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（９）のジベンゾシロール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１３）のジチエノチオフェン部
分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１６）のシロール部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、または式（４８）のベンゾジチオフェン部分：
【化２】
2013542585.tif 000019
2013542585.tif 000020
2013542585.tif 000021
を含み、
式中、
ＸおよびＹが各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつ
Ｒ９およびＲ１０が各々独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、物品。
【請求項６】
前記第二のコモノマー繰り返し単位が、式（２）のベンゾジチオフェン部分または式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分を含み、ここでＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、またはＣＯＯＲである、請求項５に記載の物品。
【請求項７】
前記第二のコモノマー繰り返し単位が式（２）のベンゾジチオフェン部分または式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分を含み、ここでＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々独立して、Ｈ、Ｃ８Ｈ１７アルキル、またはＣＯＯＣ１２Ｈ２５である、請求項６に記載の物品。
【請求項８】
請求項１に記載の物品であって、前記ポリマーがさらに、前記第一および第二のコモノマー繰り返し単位とは異なる第三のコモノマー繰り返し単位を含み、前記第三のコモノマー繰り返し単位が、ベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチ
アゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、ベンゾトリアゾール部分、またはフラン部分を含む、物品。
【請求項９】
請求項８に記載の物品であって、前記第三のコモノマー繰り返し単位が、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（９）のジベンゾシロール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１３）のジチエノチオフェン部分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１６）のシロール部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、式（４６）のキノキサリン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、式（４８）のベンゾジチオフェン部分、または式（４９）のフラン部分を含み：
【化３】
2013542585.tif 000022
2013542585.tif 000023
2013542585.tif 000024
2013542585.tif 000025
式中、ＸおよびＹが各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロ
アルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’が各々独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつＲ９およびＲ１０が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、物品。
【請求項１０】
前記第三のコモノマー繰り返し単位が、式（５）のベンゾチアジアゾール部分または式（１９）のチアゾロチアゾール部分を含み、Ｒ５およびＲ６が各々Ｈである、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
前記ポリマーがさらに、前記第一、第二、および第三のコモノマー繰り返し単位とは異なる第四のコモノマー繰り返し単位を含み、前記第四のコモノマー繰り返し単位が、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分を含む、請求項８に記載の物品。
【請求項１２】
請求項１１に記載の物品であって、前記第四のコモノマー繰り返し単位が、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、または式（４９）のフラン部分を含み：
【化４】
2013542585.tif 000026
式中、Ｒ５およびＲ６が各々独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’  が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、物品。
【請求項１３】
前記第四のコモノマー繰り返し単位が、式（４３）のチオフェン部分を含み、ここでＲ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ２４アルキルである、請求項１２に記載の物品。
【請求項１４】
前記第四のコモノマー繰り返し単位が、式（４３）のチオフェン部分を含み、ここでＲ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、Ｃｌ、またはＣ１４Ｈ２９である、請求項１３に記載の物品。
【請求項１５】
物品であって：
第一電極と、
第二電極と、
前記第一電極と第二電極との間に配置された光活性材料であって、前記光活性材料は、式（Ｉ）のポリマーを含み：
【化５】
2013542585.tif 000027
式中
ｍは０または１であり；
各々のｐは、独立して、０、１、または２であり；
ｎは、１より大きい整数であり；
Ｘは、フェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分であり；
Ｄは各々、独立して、ベンゾジチオフェン部分、カルバゾール部分、フルオレン部分、シクロペンタジチオフェン部分、またはシラシクロペンタジチオフェン部分であり；
Ａは、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、チエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、ベンゾトリアゾール部分、またはフラン部分であり；
Ｔは各々、独立して、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分であり；かつ
太陽電池として構成されている、物品。
【請求項１６】
請求項１５に記載の物品であって、
Ｘは式（１）のフェニル部分であり：
【化６】
2013542585.tif 000028
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルであり、ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のうちの少なくとも２つが、ハロまたはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルであり；
Ｄは各々、独立して、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、または式（４８）のベンゾジチオフェン部分であり：
【化７】
2013542585.tif 000029
式中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつ
Ａが、式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、式（４６）のキノキサリン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、または式（４９）のフラン部分であり：
【化８】
2013542585.tif 000030
2013542585.tif 000031
式中、ＸおよびＹが各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシク
ロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつＲ９およびＲ１０が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；
Ｔが各々、独立して、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、または式（４９）のフラン部分であり：
【化９】
2013542585.tif 000032
式中、Ｒ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、物品。
【請求項１７】
ｍが１であり、かつｐが各々、０または１である、請求項１６に記載の物品。
【請求項１８】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、ハロである、請求項１７に記載の物品。
【請求項１９】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、フルオロである、請求項１８に記載の物品。
【請求項２０】
Ｄが各々独立して、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分であり、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が独立して、ＨまたはＣ１−Ｃ２４アルキルである、請求項１９に記載の物品。
【請求項２１】
Ｄが各々、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分であり、Ｒ５およびＲ６の各々がＣ８Ｈ１７アルキルであり、かつＲ７およびＲ８の各々がＨである、請求項２０に記載の物品。
【請求項２２】
Ａが式（５）のベンゾチアジアゾール部分または式（１９）のチアゾロチアゾール部分であり、ここでＲ５およびＲ６が各々、Ｈである、請求項２０に記載の物品。
【請求項２３】
前記ポリマーが
【化１０】
2013542585.tif 000033
である、請求項２２の物品。
【請求項２４】
各々のｐが１であり、かつ各々のＴが、独立して、式（４３）のチオフェン部分であり、ここでＲ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ２４アルキルである、請求項２２に記載の物品。
【請求項２５】
ｐが各々、１であり、かつＴが各々、独立して、式（４３）のチオフェン部分であり、ここでＲ５およびＲ６の各々が、独立して、Ｈ、Ｃｌ、またはＣ１４Ｈ２９アルキルである、請求項２４に記載の物品。
【請求項２６】
前記ポリマーが
【化１１】
2013542585.tif 000034
である、請求項２５に記載の物品。
【請求項２７】
第一および第二のコモノマー繰り返し単位を含むポリマーであって、ここで前記第一のコモノマー繰り返し単位はフェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分を含み；かつ
前記第二のコモノマー繰り返し単位は、ベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、またはベンゾトリアゾール部分を含む、ポリマー。
【請求項２８】
請求項２７に記載のポリマーであって、前記第一のコモノマー繰り返し単位が式（１）のフェニル部分を含み：
【化１２】
2013542585.tif 000035
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルであり、ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のうち少なくとも２つがハロまたはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルである、ポリマー。
【請求項２９】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、ハロである、請求項２８に記載のポリマー。
【請求項３０】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４の各々がフルオロである、請求項２８に記載のポリマー。
【請求項３１】
請求項２７に記載のポリマーであって、前記第二のコモノマー繰り返し単位が、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（９）のジベンゾシロール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１３）のジチエノチオフェン部分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１６）のシロール部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式
（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、または式（４８）のベンゾジチオフェン部分を含み：
【化１３】
2013542585.tif 000036
2013542585.tif 000037
2013542585.tif 000038
式中、
ＸおよびＹが各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；
Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつ
Ｒ９およびＲ１０の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、ポリマー。
【請求項３２】
前記第二のコモノマー繰り返し単位が式（２）のベンゾジチオフェン部分または式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分を含み、ここでＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、またはＣＯＯＲである、請求項３１に記載のポリマー。
【請求項３３】
前記第二のコモノマー繰り返し単位が式（２）のベンゾジチオフェン部分または式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分を含み、ここでＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々、独立して、Ｈ、Ｃ８Ｈ１７アルキル、またはＣＯＯＣ１２Ｈ２５である、請求項３２に記載のポリマー。
【請求項３４】
請求項２７に記載のポリマーであって、前記ポリマーが、前記第一および第二のコモノマー繰り返し単位とは異なる第三のコモノマー繰り返し単位をさらに含み、前記第三のコモノマー繰り返し単位がベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、ベンゾトリアゾール部分、またはフラン部分を含む、ポリマー。
【請求項３５】
請求項３４に記載のポリマーであって、前記第三のコモノマー繰り返し単位が、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（９）のジベンゾシロール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１３）のジチエノチオフェン部分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１６）のシロール部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、式（４６）のキノキサリン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、式（４８）のベンゾジチオフェン部分、または式（４９）のフラン部分を含み：
【化１４】
2013542585.tif 000039
2013542585.tif 000040
2013542585.tif 000041
ここで、ＸおよびＹが各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつＲ９およびＲ１０は各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、ポリマー。
【請求項３６】
請求項３５に記載のポリマーであって、前記第三のコモノマー繰り返し単位が、式（５）のベンゾチアジアゾール部分または式（１９）のチアゾロチアゾール部分を含み、Ｒ５およびＲ６が各々、Ｈである、ポリマー。
【請求項３７】
請求項３４に記載のポリマーであって、前記ポリマーが、第一、第二、および第三のコモノマー繰り返し単位とは異なる第四のコモノマー繰り返し単位をさらに含み、前記第四のコモノマー繰り返し単位が、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分を含む、ポリマー。
【請求項３８】
請求項３７に記載のポリマーであって、前記第四のコモノマー繰り返し単位が、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、または式（４９）のフラン部分を含み：
【化１５】
2013542585.tif 000042
式中、Ｒ５およびＲ６の各々が、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、ポリマー。
【請求項３９】
前記第四のコモノマー繰り返し単位が、式（４３）のチオフェン部分を含み、ここでＲ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ２４アルキルである、請求項３８に記載のポリマー。
【請求項４０】
前記第四のコモノマー繰り返し単位が、式（４３）のチオフェン部分を含み、Ｒ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、Ｃｌ、またはＣ１４Ｈ２９である、請求項３９に記載のポリマー。
【請求項４１】
式（Ｉ）のポリマーであって：
【化１６】
2013542585.tif 000043
式中、
ｍは、０または１であり；
ｐは各々、独立して、０、１、または２であり；
ｎは１より大きい整数であり；
Ｘはフェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分であり；
Ｄが各々、独立して、ベンゾジチオフェン部分、カルバゾール部分、フルオレン部分、シクロペンタジチオフェン部分、またはシラシクロペンタジチオフェン部分であり；
Ａは、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、チエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チ
アジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、ベンゾトリアゾール部分、またはフラン部分であり；かつ
Ｔは各々、独立して、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分である、ポリマー。
【請求項４２】
請求項４１に記載のポリマーであって、
Ｘが式（１）のフェニル部分であり：
【化１７】
2013542585.tif 000044
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルであり、ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のうちの少なくとも２つが、ハロまたはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルであり；
Ｄが各々、独立して、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、または式（４８）のベンゾジチオフェン部分であり：
【化１８】
2013542585.tif 000045
ここで、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（Ｒ
Ｒ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつ
Ａが式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、式（４６）のキノキサリン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、または式（４９）のフラン部分であり：
【化１９】
2013542585.tif 000046
2013542585.tif 000047
2013542585.tif 000048
ここで、ＸおよびＹが各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、
アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ＲおよびＲ’が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつＲ９およびＲ１０が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；
Ｔが各々、独立して、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、または式（４９）のフラン部分であり：
【化２０】
2013542585.tif 000049
ここで、Ｒ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’が各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである、ポリマー。
【請求項４３】
ｍが１であり、かつｐが各々、０または１である、請求項４２に記載のポリマー。
【請求項４４】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、独立して、ハロである、請求項４３に記載のポリマー。
【請求項４５】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４が各々、フルオロである、請求項４４に記載のポリマー。
【請求項４６】
Ｄが各々、独立して、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分であり、ここでＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８が独立して、ＨまたはＣ１−Ｃ２４アルキルである、請求項４５に記載のポリマー。
【請求項４７】
Ｄが各々、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分であり、ここでＲ５、およびＲ６が各々、Ｃ８Ｈ１７アルキルであり、かつＲ７およびＲ８が各々、Ｈである、請求項４６に記載のポリマー。
【請求項４８】
Ａが、式（５）のベンゾチアジアゾール部分または式（１９）のチアゾロチアゾール部分であり、ここでＲ５およびＲ６が各々、Ｈである、請求項４６に記載のポリマー。
【請求項４９】
前記ポリマーが
【化２１】
2013542585.tif 000050
である、請求項４８に記載のポリマー。
【請求項５０】
ｐが各々、１であり、かつＴが各々、独立して、式（４３）のチオフェン部分であり、ここでＲ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、ハロ、またはＣ１−Ｃ２４アルキルである、請求項４８に記載のポリマー。
【請求項５１】
ｐが各々、１であり、かつＴが各々、独立して、式（４３）のチオフェン部分であり、ここでＲ５およびＲ６が各々、独立して、Ｈ、Ｃｌ、またはＣ１４Ｈ２９アルキルである、請求項５０に記載のポリマー。
【請求項５２】
前記ポリマーが
【化２２】
2013542585.tif 000051
である、請求項５１に記載のポリマー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、新規な光活性ポリマー、ならびに、関連の太陽電池、物品、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は一般に、光の形態のエネルギーを電気の形態のエネルギーに移行するために用いられる。典型的な太陽電池は、２つの電極の間に配置された光活性材料を備える。一般には、光は、電極の１つまたは両方を通過して、光活性材料と相互作用し、それによって電荷担体（すなわち、電子および正孔）が生じる。結果として、光活性材料が光および一般的な電荷担体を吸収する能力は、太陽電池の全体的な効率を限定し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、フルオロ置換したフェニル部分を光活性ポリマー（例えば、共役ポリマー）に導入することが、光活性ポリマーのバンドギャップを有意に変化させることなく（例えば、同時にＨＯＭＯおよび最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）を低下させることによって）従来の光活性ポリマーよりも低下した最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）を有する新規なポリマーを生じ得るという予期せぬ発見に基づく。結果として、新規なポリマーを用いて、改善された開路電圧（Ｖｏｃ）および改善されたエネルギー変換効率を有する太陽電池を製造できる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本開示は、第一および第二のコモノマー繰り返し単位を含むポリマーを特徴とする。第一のコモノマー繰り返し単位としては、フェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分が挙げられる。上記第二のコモノマー繰り返し単位としては、ベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、またはベンゾトリアゾール部分が挙げられる。
【０００５】
別の態様では、本開示は、式（Ｉ）のポリマー：
【０００６】
【化１】
2013542585.tif 000002
を特徴とし、
ここで、ｍは０または１であり；各々のｐは、独立して、０、１、または２であり；ｎは１より大きい整数であり；Ｘはフェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分であり；Ｄは各々独立して、ベンゾジチオフェン部分、カルバゾール部分、フルオレン部分、シクロペンタジチオフェン部分、またはシラシクロペンタジチオフェン部分であり；Ａはシクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、チエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、ベンゾトリアゾール部分、またはフラン部分であり；かつＴは各々独立して、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分である。
【０００７】
さらに別の態様では、本開示は、第一電極と、第二電極と、第一電極と第二電極との間に配置された光活性材料とを備える物品を特徴とする。この光活性材料は、上記の１つ以上のポリマーを含む。この物品は太陽電池として構成されている。
【０００８】
本開示で記載されるポリマーおよび太陽電池の特徴および利点は、詳細な説明、図面および特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】太陽電池のある実施形態の断面図。
【図２】タンデム型の太陽電池のある実施形態の断面図。
【図３】電気的に直列で接続された複数の太陽電池を備えるシステムの略図。
【図４】電気的に並列で接続された複数の太陽電池を備えるシステムの略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
種々の図面の同様の参照記号は、同様の要素を示す。
図１は、基板１１０、電極１２０、任意の正孔ブロッキング層１３０、光活性層１４０（例えば、電子受容体材料と電子供与体材料とを含む）、正孔担体層１５０、電極１６０、および基板１７０を備える太陽電池１００の断面図を示す。
【００１１】
一般には、使用の間、光は、基板１１０の表面上に衝突する可能性があり、かつ基板１１０、電極１２０、および任意の正孔ブロッキング層１３０を通過する。次いで、光は、光活性層１４０と相互作用して、電子を電子供与体材料（例えば、本明細書に記載の光活性ポリマー）から、電子受容体材料（例えば、置換フラーレン）に移動させる。次いで、電子受容体材料は、この電子を任意の正孔ブロッキング層１３０を通って電極１２０に伝達し、電子供与体材料は、正孔を正孔担体層１５０を通って電極１６０に移す。電極１２０および１６０は、外部ロードを介して電気接続されており、その結果電子は、電極１２０からこのロードを通じて電極１６０を通過する。
【００１２】
いくつかの実施形態では、この電子供与体または電子受容体材料は、１つ以上のポリマー（例えば、ホモポリマーまたはコポリマー）を含んでもよい。本明細書に言及されるポリマーは、少なくとも２つの同一のまたは異なるモノマー繰り返し単位（例えば、少なく
とも５モノマー繰り返し単位、少なくとも１０モノマー繰り返し単位、少なくとも５０モノマー繰り返し単位、少なくとも１００モノマー繰り返し単位、または少なくとも５００モノマー繰り返し単位）を含む。本明細書に言及されるホモポリマーとは、同じ化学構造を有するモノマー繰り返し単位を含むポリマーを指す。本明細書に言及されるコポリマーとは、異なる化学構造を有する少なくとも２つの（例えば、３つまたは４つの）モノマー繰り返し単位を含むポリマーを指す。一般には、電子供与体または電子受容体材料としての使用に適切なポリマーは、光活性である。
【００１３】
一般には、光活性層１４０に適切な電子供与体材料は、第一のコモノマー繰り返し単位、およびこの第一のコモノマー繰り返し単位とは異なる第二のモノマー繰り返し単位を含む光活性コポリマーであってもよい。このような実施形態では、光活性ポリマーは必要に応じて、さらに、第一および第二のコモノマー繰り返し単位とは異なる第三のコモノマー繰り返し単位、または第一の、第二の、および第三のコモノマー繰り返し単位とは異なる第四のコモノマー繰り返し単位を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、電子供与体材料は、フェニル部分であって、２つ、３つもしくは４つのハロ（例えば、フルオロ、クロロ、またはブロモ）基、または２つ、３つもしくは４つのＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基（例えば、トリフルオロメチル）で置換されているフェニル部分を含有する第一のコモノマー繰り返し単位を含む光活性ポリマー（例えば、共役ポリマー）を含んでもよい。理論によって束縛されることは望まないが、このような光活性ポリマーは、所望のバンドギャップ（例えば、約１．４ｅＶ〜約２．３ｅＶ）を維持したままで従来の光活性ポリマーのものより低いＨＯＭＯ（例えば、約−６．３ｅＶ〜約−５．４ｅＶ）を通過させ得ると考えられる。結果として、このような光活性ポリマーを用いて、改善されたＶｏｃおよび改善されたエネルギー変換効率を有する太陽電池を製造できる。さらに、このような光活性ポリマーは、従来の光活性ポリマーに比べて、低いＬＵＭＯ、改善された正孔移動度、および改善された曲線因子を示し得る。理論によって束縛されることは望まないが、このような光活性ポリマーは、十分に高い曲線因子を維持したままで、十分に大きい厚み（例えば、少なくとも約１５０ｎｍ、少なくとも約２００ｎｍ、少なくとも約２５０ｎｍ、または少なくとも約３００ｎｍ）を有する光活性層を製造するために用いられ得ると考えられる。このような厚みを有する光活性層は、連続ロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）プロセスを用いて容易に作製することが出来、それによって太陽電池の製造コストを下げる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、光活性ポリマー中の第一のコモノマー繰り返し単位は、式（１）のフェニル部分を含んでもよく：
【００１６】
【化２】
2013542585.tif 000003
ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、独立して、Ｈ、ハロ（例えば、フルオロ、クロロ、またはブロモ）、またはＣ１−Ｃ４トリハロアルキル（例えば、トリフルオロメチル）であり、ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のうちの少なくとも２つがハロまたはＣ１−Ｃ４トリハロアルキルである。
【００１７】
いくつかの実施形態では、上記光活性ポリマーは、第一のコモノマー繰り返し単位とは
異なる第二のコモノマー繰り返し単位を含んでもよい。例えば、第二のコモノマー繰り返し単位は、ベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、またはベンゾトリアゾール部分を含んでもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、光活性ポリマー中の第二のコモノマー繰り返し単位は、式（２）のベンゾジチオフェン部分、式（３）のベンゾジチオフェン部分、式（４）のシクロペンタジチアゾール部分、式（５）のベンゾチアジアゾール部分、式（６）のチアジアゾロキノキサリン部分、式（７）のベンゾイソチアゾール部分、式（８）のベンゾチアゾール部分、式（９）のジベンゾシロール部分、式（１０）のチエノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１２）のカルバゾール部分、式（１３）のジチエノチオフェン部分、式（１４）のテトラヒドロイソインドール部分、式（１５）のフルオレン部分、式（１６）のシロール部分、式（１７）のシクロペンタジチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（１９）のチアゾロチアゾール部分、式（２０）のナフトチアジアゾール部分、式（２１）のチエノピラジン部分、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分、式（２３）のオキサゾール部分、式（２４）のイミダゾール部分、式（２５）のピリミジン部分、式（２６）のベンゾオキサゾール部分、式（２７）のベンズイミダゾール部分、式（２８）のピリドピラジン部分、式（２９）のピラジノピリダジン部分、式（３０）のピラジノキノキサリン部分、式（３１）のチアジアゾロピリジン部分、式（３２）のチアジアゾロピリダジン部分、式（３３）のベンゾオキサジアゾール部分、式（３４）のオキサジアゾロピリジン部分、式（３５）のオキサジアゾロピリダジン部分、式（３６）のベンゾセレナジアゾール部分、式（３７）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３８）のベンゾビスオキサゾール部分、式（３９）のチエノチアジアゾール部分、式（４０）のチエノピロレジオン部分、式（４１）のテトラジン部分、式（４２）のピロロピロレジオン部分、式（４７）のベンゾトリアゾール部分、または式（４８）のベンゾジチオフェン部分：
【００１９】
【化３】
2013542585.tif 000004
2013542585.tif 000005
を含んでもよく、
ＸおよびＹは各々独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリー
ル、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’は各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルであり；かつＲ９およびＲ１０は各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである。例えば、第二のコモノマー繰り返し単位は、式（２）のベンゾジチオフェン部分または式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分を含み、ここでは、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８は各々、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル（例えば、Ｃ８Ｈ１７アルキル）、またはＣＯＯＲ（例えば、ＣＯＯＣ１２Ｈ２５）である。
【００２０】
本明細書において用いる場合、アルキルは、飽和されてもよいし、または不飽和であってもよいし、分岐されてもまたは直鎖であってもよい。Ｃ１−Ｃ２４アルキルは、１〜２４個の任意の炭素原子を含む。アルキル部分の例としては、−ＣＨ３、−ＣＨ２−、−ＣＨ２＝ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２、および分岐した−Ｃ３Ｈ７が挙げられる。アルコキシは、分岐されても、または直鎖であっても、および飽和であっても、または不飽和であってもよい。Ｃ１−Ｃ２４アルコキシは、酸素ラジカルおよび１〜２４個の任意の炭素原子を含む。アルコキシ部分の例としては、−ＯＣＨ３および−ＯＣＥ＝ＣＨ−ＣＨ３が挙げられる。シクロアルキルは、飽和されても、または不飽和であってもよく、かつ１つ以上（例えば、２、３、４または５つ）の環を含んでもよい。Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキルは、３〜２４個の任意の炭素原子を含む。シクロアルキル部分の例としては、シクロヘキシルおよびシクロヘキセン−３−イルが挙げられる。ヘテロシクロアルキルは、飽和であっても、または不飽和であってもよく、かつ１つ以上（例えば、２、３、４または５つ）の環を含んでもよい。Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルは、少なくとも１つの環ヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、およびＳ）および３〜２４個の任意の炭素原子を含む。ヘテロシクロアルキル部分の例としては、４−テトラヒドロピラニルおよび４−ピラニルが挙げられる。アリールは、１つ以上の（例えば、２、３、４または５つ）芳香族環を含んでもよい。アリール部分の例としては、フェニル、フェニレン、ナフチル、ナフチレン、ピレニル、アントリル、およびフェナントリルが挙げられる。ヘテロアリールは、１つ以上（例えば、２、３、４または５つ）の芳香族環を含んでもよく、そのうち少なくとも１つは、少なくとも１つの環ヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｎ、およびＳ）を含む。ヘテロアリール部分の例としては、フリル、フリーレン、フルオレニル、ピロリル、チエニル、オキサゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、ピリジル、ピリミジニル、キナゾリニル、キノリル、イソキノリル、およびインドリルが挙げられる。
【００２１】
本明細書において言及されるアルキル、アルコキシ、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリールとしては、別段特定しない限り、置換された部分および非置換の部分の両方が挙げられる。シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリールに対する置換の例としては、Ｃ１−Ｃ２０アルキル、Ｃ３−Ｃ２０シクロアルキル、Ｃ１−Ｃ２０アルコキシ、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、アミノ、Ｃ１−Ｃ１０アルキルアミノ、Ｃ１−Ｃ２０ジアルキルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヒドロキシル、ハロゲン、チオ、Ｃ１−Ｃ１０アルキルチオ、アリールチオ、Ｃ１−Ｃ１０アルキルスルホニル、アリールスルホニル、シアノ、ニトロ、アシル、アシルオキシ、カルボキシル、およびカルボン酸エステルが挙げられる。アルキルに対する置換の例としては、Ｃ１−Ｃ２０アルキルを除いて上述の置換基の全てが挙げられる。シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリールとしてはまた、縮合基が挙げられる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、光活性ポリマーとしては、第一および第二のコモノマー繰り返し単位とは異なる任意の第三のコモノマー繰り返し単位を挙げることができる。例えば
、任意の第三のコモノマー繰り返し単位としては、ベンゾジチオフェン部分、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、ジベンゾシロール部分、チエノチオフェン部分、カルバゾール部分、ジチエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、フルオレン部分、シロール部分、シクロペンタジチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、シラシクロペンタジチオフェン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、またはベンゾトリアゾール部分が挙げられる。例えば、任意の第三のコモノマー繰り返し単位としては、上記の式（２）〜（４２）、（４７）、および（４８）の任意の部分を挙げることができる。別の例としては、任意の第三のコモノマー繰り返し単位としては、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、式（４６）のキノキサリン部分、または式（４９）のフラン部分を挙げることが可能で：
【００２３】
【化４】
2013542585.tif 000006
ここで、ＸおよびＹは各々、独立して、ＣＨ２、Ｏ、またはＳであり；かつＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８は各々、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである。いくつかの実施形態では、電子供与体材料の中の任意の第三のコモノマー繰り返し単位は、式（５）のベンゾチアジアゾール部分または式（１９）のチアゾロチアゾール部分を含んでもよく、ここでＲ５およびＲ６は各々、Ｈである。
【００２４】
いくつかの実施形態では、光活性ポリマーは、第一の、第二の、および第三のコモノマー繰り返し単位とは異なる任意の第四のコモノマー繰り返し単位を含んでもよい。例えば、任意の第四のコモノマー繰り返し単位は、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分を含んでもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、任意の第四のコモノマー繰り返し単位は、式（１０）のチエ
ノチオフェン部分、式（１１）のチエノチオフェン部分、式（１８）のチアゾール部分、式（４３）のチオフェン部分、式（４４）のセレノフェン部分、式（４５）のチアジアゾール部分、または式（４９）のフラン部分を含んでもよく：
【００２６】
【化５】
2013542585.tif 000007
ここで、Ｒ５およびＲ６の各々が、独立して、Ｈ、ハロ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、Ｃ１−Ｃ２４アルコキシ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキル、ＣＮ、ＯＲ、ＣＯＲ、ＣＯＯＲ、またはＣＯＮ（ＲＲ’）であり、ここでＲおよびＲ’の各々が、独立して、Ｈ、Ｃ１−Ｃ２４アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ３−Ｃ２４シクロアルキル、またはＣ３−Ｃ２４ヘテロシクロアルキルである。例えば、この任意の第四のコモノマー繰り返し単位は、式（４３）のチオフェン部分を含んでもよく、ここでＲ５およびＲ６は各々、独立して、Ｈ、ハロ（例えば、Ｃｌ）、またはＣ１−Ｃ２４アルキル（例えば、Ｃ１４Ｈ２９）である。
【００２７】
一般には、電子供与体材料としての使用に適切な光活性ポリマー中の、第一の、第二の、ならびに任意の第三および第四のモノマー繰り返し単位のモル比は、必要に応じて変化し得る。いくつかの実施形態では、第二のモノマー繰り返し単位、対、第一のまたは第三のモノマー繰り返し単位のモル比は、少なくとも約１：１（例えば、少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、または少なくとも約４：１）および／または多くとも約１０：１（例えば、多くとも約５：１、多くとも約４：１、多くとも約３：１、または多くとも約２：１）である。いくつかの実施形態では、第四のモノマー繰り返し単位、対、第三のモノマー繰り返し単位の比は、少なくとも約１：１（例えば、少なくとも約２：１、少なくとも約３：１、または少なくとも約４：１）および／または多くとも約１０：１（例えば、多くとも約５：１、多くとも約４：１、多くとも約３：１、または多くとも約２：１）である。例えば、３つのモノマー繰り返し単位を含むコポリマーは、第一の、第二の、および第三のモノマー繰り返し単位を、約１：２：１というモル比で有し得る。別の例としては、４つのモノマー繰り返し単位を含むコポリマーは、第一の、第二の、第三の、および第四のモノマー繰り返し単位を、約１：２：１：２というモル比で有し得る。
【００２８】
光活性層１４０中で電子供与体材料として用いられ得る例示的な光活性ポリマーとしては、下に列挙されるポリマー１〜４が挙げられる。
【００２９】
【化６】
2013542585.tif 000008
ポリマー１は、第一および第二のコモノマー繰り返し単位を含んでいる例示的な光活性ポリマーである。ポリマー２は、第一の、第二の、および第三のコモノマー繰り返し単位を含んでいる例示的な光活性ポリマーである。ポリマー３および４は、第一の、第二の、第三の、および第四のコモノマー繰り返し単位を含んでいる例示的な光活性ポリマーである。
【００３０】
いくつかの実施形態では、光活性ポリマーとしては、式（Ｉ）のポリマーを挙げることが可能で：
【００３１】
【化７】
2013542585.tif 000009
ここで、ｍは、０または１であり；ｐは各々、独立して、０、１、または２であり；ｎは１より大きい整数であり；Ｘはフェニル部分であって、２−４のハロ基または２−４のＣ１−Ｃ４トリハロアルキル基で置換されているフェニル部分であり；Ｄは各々、独立して、ベンゾジチオフェン部分、カルバゾール部分、フルオレン部分、シクロペンタジチオフェン部分、またはシラシクロペンタジチオフェン部分であり；Ａは、シクロペンタジチアゾール部分、ベンゾチアジアゾール部分、チアジアゾロキノキサリン部分、ベンゾイソチアゾール部分、ベンゾチアゾール部分、チエノチオフェン部分、テトラヒドロイソインドール部分、チアゾール部分、チアゾロチアゾール部分、ナフトチアジアゾール部分、チエノピラジン部分、オキサゾール部分、イミダゾール部分、ピリミジン部分、ベンゾオキサゾール部分、ベンズイミダゾール部分、ピリドピラジン部分、ピラジノピリダジン部分、ピラジノキノキサリン部分、チアジアゾロピリジン部分、チアジアゾロピリダジン部分、ベンゾオキサジアゾール部分、オキサジアゾロピリジン部分、オキサジアゾロピリダジン部分、ベンゾセレナジアゾール部分、ベンゾビスオキサゾール部分、チエノチアジアゾール部分、チエノピロレジオン部分、テトラジン部分、ピロロピロレジオン部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、キノキサリン部分、ベンゾトリアゾール部分、またはフラン部分であり；かつＴは各々、独立して、チエノチオフェン部分、チアゾール部分、チオフェン部分、セレノフェン部分、チアジアゾール部分、またはフラン部分である。いくつかの実施形態では、ｎは、少なくとも２（例えば、少なくとも５、少なくとも１０、少なくとも５０、または少なくとも１００）から多くとも１，０００（例えば、多くとも７５０、多くとも５００、多くとも２５０、多くとも１００、または多くとも７５）におよぶ整数である。式（Ｉ）のポリマーの例としては、上記のポリマー１〜４が挙げられる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）中のＸは、上記の式（１）のフェニル部分である。例えば、式（Ｉ）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は各々、独立して、ハロ（例えば、フルオロ、クロロ、またはブロモ）であってもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）中のＤは各々、独立して、上記の式（２）、（３）、（１２）、（１５）、（１７）、（２２）、および（４８）のうちいずれか１つである。例えば、Ｄは各々、独立して、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分であってもよく、ここでＲ５、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ８は各々、独立して、ＨまたはＣ１−Ｃ２４アルキルである。いくつかの実施形態では、Ｄは各々、式（２２）のシラシクロペンタジチオフェン部分であり、ここでＲ５およびＲ６は各々、Ｃ８Ｈ１７アルキルであり、かつＲ７およびＲ８は各々Ｈである。
【００３４】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）のＡは、上記の式（４）〜（８）、（１０）、（１１）、（１４）、（１８）〜（２１）、（２３）〜（４７）、および（４９）の部分のうちいずれか１つである。例えば、Ａは、式（５）のベンゾチアジアゾール部分または式（１９）のチアゾロチアゾール部分であってもよく、ここでＲ５およびＲ６は各々Ｈである。
【００３５】
いくつかの実施形態では、式（Ｉ）のＴは各々、独立して、上記の式（１０）、（１１）、（１８）、（４３）〜（４５）、および（４９）の部分のうちいずれか１つである。例えば、ｐが各々１である場合、Ｔは各々、独立して、式（４３）のチオフェン部分であ
ってもよく、ここでＲ５およびＲ６は各々、独立して、Ｈ、ハロ（例えば、Ｃｌ）、またはＣ１−Ｃ２４アルキル（例えば、Ｃ１４Ｈ２９アルキル）である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、上記の光活性ポリマーは、多くとも約−５．４ｅＶ（例えば、多くとも約−５．５ｅＶ、多くとも約−５．６ｅＶ、多くとも約−５．７ｅＶ、または多くとも約−５．８ｅＶ）および／または少なくとも約−６．３ｅＶ（例えば、少なくとも約−６．２ｅＶ、少なくとも約−６．１ｅＶ、少なくとも約−６．０ｅＶ、または少なくとも約−５．９ｅＶ）というＨＯＭＯを有し得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、上記の光活性ポリマーは、多くとも約−３．３ｅＶ（例えば、多くとも約−３．４ｅＶ、多くとも約−３．５ｅＶ、多くとも約−３．６ｅＶ、または多くとも約−３．７ｅＶ）および／または少なくとも約−４．２ｅＶ（例えば、少なくとも約−４．１ｅＶ、少なくとも約−４．０ｅＶ、少なくとも約−３．９ｅＶ、または少なくとも約−３．８ｅＶ）というＬＵＭＯを有し得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、上記の光活性ポリマーは、多くとも約２．３ｅＶ（例えば、多くとも約２．２ｅＶ、多くとも約２．１ｅＶ、多くとも約２．０ｅＶ、または多くとも約１．９ｅＶ）および／または少なくとも約１．４ｅＶ（例えば、少なくとも約１．５ｅＶ、少なくとも約１．６ｅＶ、少なくとも約１．７ｅＶ、または少なくとも約１．８ｅＶ）というバンドギャップを有し得る。
【００３９】
理論によって束縛されることは望まないが、上記のコポリマーのうち１つを有している太陽電池（例えば、上記の第一の、第二の、ならびに任意の第三の、および第四のモノマー繰り返し単位を含むポリマー）が高いエネルギー変換効率を有し得ると考えられる。いくつかの実施形態では、このような太陽電池は、ＡＭ１．５条件のもとで、少なくとも約４％（例えば、少なくとも約５％、少なくとも約６％、または少なくとも約７％）という効率を有し得る。さらに、理論によって束縛されることは望まないが、上記のコポリマーの他の利点は、光電流およびセル電圧を改善し得る適切なバンドギャップ（例えば、１．６−２．０ｅＶ）、光活性層１４０における電荷分離を容易にする高い正電荷移動度（例えば、１０−４〜１０−１ｃｍ２／Ｖｓ）、ならびにフィルム形成能および加工性能を改善し得る有機溶媒中での高い溶解度が挙げられると考えられる。
【００４０】
上記の光活性ポリマーは、当該分野で公知の方法によって調製され得る。例えば、コポリマーは、遷移金属触媒の存在下で、２つの有機金属基（例えば、アルキルスタンニル基、グリニャール基、またはアルキル亜鉛基）を含む１つ以上のモノマーと、２つのハロ基（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩ）を含有する１つ以上のモノマーとの間のクロスカップリング反応によって調製され得る。別の例としては、遷移金属触媒の存在下で、２つのホウ酸基を含んでいる１つ以上のモノマーと、２つのハロ基（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩ）を含んでいる１つ以上のモノマーとの間のクロスカップリング反応によってコポリマーが調製され得る。上記のコポリマーを調製するために用いられ得る他の方法としては、鈴木カップリング反応、根岸カップリング反応、熊田カップリング反応、およびスティル（Ｓｔｉｌｌｅ）カップリング反応が挙げられ、この全てが当該分野で周知である。下の実施例１〜４では、上記で列挙したポリマー１〜４が実際にどのように調製されたかという説明を示す。
【００４１】
上記の光活性ポリマーを調製するために適切なモノマーは、本明細書に記載される方法によって調製されても、または米国特許出願第１１／４８６，５３６号、コッポら（Ｃｏｐｐｏ，  ｅｔ  ａｌ）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、第３６巻、２７０５〜２７１１ページ（２００３年）、カートら（Ｋｕｒｔ，  ｅｔ  ａｌ）、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌ．Ｃｈｅｍ．第６巻、６２９ページ（１９７０年）、チェンら（Ｃｈｅｎ，  ｅｔ  
ａｌ）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２８巻、３４号、１０９９２〜１０９９３ページ（２００６年）、ホーら（Ｈｏｕ，  ｅｔ  ａｌ）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、第３７巻、６２９９〜６３０５ページ（２００４年）およびビジュレヴェルドら（Ｂｉｊｌｅｖｅｌｄ，  ｅｔ  ａｌ）、Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．第１９巻、３２６２〜３２７０ページ（２００９年）に記載される方法のような、当該分野で公知の方法によって調製されてもよい。このモノマーは、非芳香族の二重結合および１つ以上の不斉中心を含んでもよい。従って、それらは、ラセミ化合物およびラセミ混合物、単一の鏡像異性体、個々のジアステレオマー、ジアステレオマー混合物、およびシスまたはトランス異性体型として存在してもよい。全てのこのような異性体型が考慮される。
【００４２】
いくつかの実施形態では、光活性層１４０の電子受容体材料は、フラーレン類を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光活性層１４０は、１つ以上の非置換のフラーレン類および１つ以上の置換されたフラーレン類、あるいは１つ以上の非置換のフラーレン類または１つ以上の置換されたフラーレン類を含んでもよい。非置換のフラーレン類の例としては、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、およびＣ９２が挙げられる。置換フラーレン類の例としては、フェニル−酪酸メチルエステル類（ＰＣＢＭ類，例えば、Ｃ６１−フェニル−酪酸メチルエステル（Ｃ６１−ＰＣＢＭ）およびＣ７１−フェニル−酪酸メチルエステル（Ｃ７１−ＰＣＢＭ））で置換されたフラーレン、またはＣ１−Ｃ２０アルコキシで置換され、必要に応じてさらにＣ１−Ｃ２０アルコキシおよびハロで置換された、あるいはＣ１−Ｃ２０アルコキシまたはハロで置換されたフラーレン類（例えば、（ＯＣＨ２ＣＨ２）２ＯＣＨ３またはＯＣＨ２ＣＦ２ＯＣＦ２ＣＦ２ＯＣＦ３）が挙げられる。理論によって束縛されることは望まないが、長鎖アルコキシ基（例えば、オリゴマーのエチレンオキシド類）で置換されたフラーレン類またはフッ素化されたアルコキシ基が、有機溶媒中で改善された溶解度を有し、改善された形態を有する光活性層を形成し得ると考えられる。フラーレン類の他の例は、例えば、共同所有の同時係属の米国特許出願公開第２００５−０２７９３９９号に記載されている。
【００４３】
太陽電池１００の他の構成要素を振り返れば、基板１１０は一般には、透明材料から形成される。本明細書において言及されるとおり、透明材料とは、太陽電池１００で用いられる厚みで、入射光の少なくとも約６０％（例えば、少なくとも約７０％、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％）を、太陽電池の操作の間に用いられる波長または波長の範囲で透過する材料である。基板１１０が形成され得る例示的な材料としては、ポリエチレンテレフタレート類、ポリイミド類、ポリエチレンナフタレート類、高分子炭化水素類、セルロースポリマー類、ポリカーボネート類、ポリアミド類、ポリエーテル類、およびポリエーテルケトン類が挙げられる。特定の実施形態では、ポリマーは、フッ素化ポリマーであってもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー材料の組み合わせを用いる。特定の実施形態では、基板１１０の異なる領域は、異なる材料から形成してもよい。
【００４４】
一般には、基板１１０は、可塑性であっても、半剛体または剛体（例えば、ガラス）であってもよい。いくつかの実施形態では、基板１１０は、約５，０００メガパスカル未満（例えば、約１，０００メガパスカル未満または約５００メガパスカル未満）の曲げ弾性率を有する。特定の実施形態では、基板１１０の異なる領域は、可塑性であっても、半剛体または非可塑性であってもよい（例えば、１つ以上の領域が可塑性で、かつ１つ以上の異なる領域が半剛体、１つ以上の領域が可塑性で、かつ１つ以上の異なる領域が非可塑性）。
【００４５】
典型的には、基板１１０は、少なくとも約１ミクロン（例えば、少なくとも約５ミクロンまたは少なくとも約１０ミクロン）の厚みおよび／または多くとも約１，０００ミクロン（例えば、多くとも約５００ミクロン、多くとも約３００ミクロン、多くとも約２００
ミクロン、多くとも約１００ミクロン、または多くとも約５０ミクロン）の厚みである。
【００４６】
一般には、基板１１０は、着色されていても、または非着色であってもよい。いくつかの実施形態では、基板１１０の１つ以上の部分は着色されるが、基板１１０の１つ以上の異なる部分は着色されていない。
【００４７】
基板１１０は、１つの平坦な表面（例えば、光が衝突する表面）、２つの平坦な表面（例えば、光が衝突する表面および反対側の表面）、または平坦でない表面を有し得る。基板１１０の平坦でない表面は、例えば、湾曲されてもよいし、またはステップを付けられてもよい。いくつかの実施形態では、基板１１０の平坦でない表面は、パターン化される（例えば、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズまたはレンチキュラープリズムを形成するようにパターン化されたステップを有する）。
【００４８】
電極１２０は、一般には、導電性材料から形成される。例示的な導電性材料としては、導電性金属、導電性合金、導電性ポリマー、および導電性金属酸化物が挙げられる。例示的な導電性金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、白金およびチタンが挙げられる。例示的な導電性合金としては、ステンレス鋼（例えば、３３２ステンレス鋼、３１６ステンレス鋼）、金の合金、銀の合金、銅の合金、アルミニウムの合金、ニッケルの合金、パラジウムの合金、白金の合金およびチタンの合金が挙げられる。例示的な導電性のポリマーとしては、ポリチオフェン類（例えば、ドープされたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ドープされたＰＥＤＯＴ））、ポリアニリン類（例えば、ドープされたポリアニリン類）、ポリピロール類（例えば、ドープされたポリピロール類）が挙げられる。例示的な導電性金属酸化物類としては、酸化インジウムスズ、フッ化酸化スズ、酸化スズおよび酸化亜鉛が挙げられる。いくつかの実施形態では、導電性材料の組み合わせが用いられる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、電極１２０は、メッシュ電極を備えてもよい。メッシュ電極の例は、同時係属の米国特許出願公開第２００４０１８７９１１号および同第２００６００９０７９１号に記載されている。
【００５０】
いくつかの実施形態では、上記の材料の組み合わせを用いて電極１２０を形成してもよい。
必要に応じて、太陽電池１００は、正孔ブロッキング層１３０を備えてもよい。この正孔ブロッキング層は一般には、太陽電池１００で用いられる厚みで、電極１２０に対して電子を伝達し、かつ実質的に電極１２０に対する正孔の輸送をブロックする材料から形成されている。正孔ブロッキング層が形成され得る材料の例としては、ＬｉＦ、金属酸化物類（例えば、酸化亜鉛、酸化チタン）およびアミン類（例えば、一級、二級または三級のアミン類）が挙げられる。正孔ブロッキング層での使用に適切なアミン類の例は、例えば、同時継続の米国特許出願公開第２００８−０２６４４８８に記載されている。
【００５１】
理論によって束縛されることは望まないが、太陽電池１００がアミン類からできている正孔ブロッキング層を備える場合、この正孔ブロッキング層は、ＵＶ光に対する暴露なしに光活性層１４０と電極１２０との間のオーム接点の形成を容易にし、それによってＵＶ暴露から生じる太陽電池１００に対する損傷を低減する。
【００５２】
典型的には、正孔ブロッキング層１３０は、少なくとも約０．０２ミクロン（例えば、少なくとも約０．０３ミクロン、少なくとも約０．０４ミクロン、または少なくとも約０．０５ミクロン）の厚みおよび／または多くとも約０．５ミクロン（例えば、多くとも約０．４ミクロン、多くとも約０．３ミクロン、多くとも約０．２ミクロン、または多くとも約０．１ミクロン）の厚みである。
【００５３】
正孔担体層１５０は一般には、太陽電池１００で用いられる厚みで、正孔を電極１６０に輸送し、かつ実質的に電子の電極１６０への輸送をブロックする材料から形成されている。層１５０を形成する材料の例としては、ポリチオフェン類（例えば、ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン類、ポリカルバゾール類、ポリビニルカルバゾール類、ポリフェニレン類、ポリフェニルビニレン類、ポリシラン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリイソチアナフタネン類、およびそれらのコポリマーが挙げられる。いくつかの実施形態では、正孔担体層１５０は、ちょうど言及された材料のうちの１つと組み合わせて用いられるドーパントを包含し得る。ドーパントの例としては、ポリ（スチレン−スルホナート）類、ポリマーのスルホン酸類、またはフッ素化ポリマー類（例えば、フッ素化イオン交換ポリマー類）が挙げられる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、正孔担体層１５０を形成するために用いられ得る材料としては、金属酸化物類、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銅、ストロンチウム銅酸化物、またはストロンチウムチタン酸化物が挙げられる。金属酸化物類は、ドープされなくてもよいし、またはドーパントでドープされてもよい。金属酸化物類のドーパントの例としては、フッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物の塩または酸が挙げられる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、正孔担体層１５０を形成するために用いられ得る材料としては、炭素同素体（例えば、カーボンナノチューブ）が挙げられる。この炭素同位体は、ポリマー結合剤に含まれてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、正孔担体材料は、ナノ粒子の形態であってもよい。ナノ粒子は、任意の適切な形状、例えば、球状、円柱状、または棒状の形状を有してもよい。
いくつかの実施形態では、正孔担体層１５０は、上記の正孔担体材料の組み合わせを含んでもよい。
【００５７】
一般には、正孔担体層１５０の厚み（すなわち、光活性層１４０と接触している正孔担体層１５０の表面と、正孔担体層１５０と接触している電極１６０の表面との間の距離）は、必要に応じて変化し得る。典型的には、正孔担体層１５０の厚みは、少なくとも約０．０１ミクロン（例えば、少なくとも約０．０５ミクロン、少なくとも約０．１ミクロン、少なくとも約０．２ミクロン、少なくとも約０．３ミクロン、または少なくとも約０．５ミクロン）および／または多くとも約５ミクロン（例えば、多くとも約３ミクロン、多くとも約２ミクロン、または多くとも約１ミクロン）である。いくつかの実施形態では、正孔担体層１５０の厚みは、約０．０１ミクロン〜約０．５ミクロンである。
【００５８】
電極１６０は一般には、導電性材料、例えば、電極１２０に関して上記の１つ以上の導電性材料から形成される。いくつかの実施形態では、電極１６０は、導電性材料の組み合わせから形成される。特定の実施形態では、電極１６０は、メッシュ電極から形成され得る。
【００５９】
基板１７０は、基板１１０と同一であっても、または異なってもよい。いくつかの実施形態では、基板１７０は、１つ以上の適切なポリマー、例えば、上記の基板１１０で用いられるポリマーから形成されてもよい。
【００６０】
いくつかの実施形態では、上記の光活性ポリマーは、電子供与体材料として、２つの太陽電池が共通の電極を共有するシステムで用いられ得る。このようなシステムはまた、タンデム太陽電池としても公知である。図２は、２つのセミセル２０２および２０４を有するタンデム太陽電池２００を示す。セミセル２０２は、電極２２０と、任意の正孔ブロッ
キング層２３０と、第一の光活性層２４０と、再結合層２４２とを備える。セミセル２０４は、再結合層２４２、第二の光活性層２４４、正孔担体層２５０、および電極２６０を備える。外部ロードは、電極２２０および２６０を介して太陽電池２００に接続される。
【００６１】
生成のプロセスおよび所望の装置構造次第で、セミセル中の電流フローは、特定の層の電子／正孔伝導度を変化させる（例えば、正孔ブロッキング層２３０を正孔担体層に変化させる）ことによって逆転され得る。そうすることによって、タンデムセル中のセミセルは、直列または並列のいずれで電気的に相互接続されてもよい。
【００６２】
再結合層とは、第一のセミセルから生成された電子が、第二のセミセルから生成された正孔と再結合するタンデムセル中の層を指す。再結合層２４２は典型的には、ｐ型の半導体材料およびｎ型の半導体材料を備える。一般には、ｎ型の半導体材料は、選択的に電子を輸送し、かつｐ型の半導体材料は選択的に正孔を輸送する。結果として、第一のセミセルから生成された電子は、ｎ型およびｐ型の半導体材料の境界で第二のセミセルから生成された正孔と再結合する。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ｐ型の半導体材料としては、ポリマーおよび金属酸化物、あるいはポリマーまたは金属酸化物が挙げられる。ｐ型の半導体ポリマーの例としては、上記のベンゾジチオフェン含有ポリマー、ポリチオフェン類（例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ））、ポリアニリン類、ポリビニルカルバゾール類、ポリフェニレン類、ポリフェニルビニレン類、ポリシラン類、ポリチエニレンビニレン類、ポリイソチアナフタネン類、ポリシクロペンタジチオフェン類、ポリシラシクロペンタジチオフェン類、ポリシクロペンタジチアゾール類、ポリチアゾール類、ポリベンゾチアジアゾール類、ポリ（チオフェン酸化物）類、ポリ（シクロペンタジチオフェン酸化物）類、ポリチアジアゾロキノキサリン、ポリベンゾイソチアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリチエノチオフェン、ポリ（チエノチオフェン酸化物）、ポリジチエノチオフェン、ポリ（ジチエノチオフェン酸化物）類、ポリテトラヒドロイソインドール類、およびそれらのコポリマーが挙げられる。金属酸化物は、真性のｐ型の半導体（例えば、銅酸化物類、ストロンチウム銅酸化物類、またはストロンチウムチタン酸化物類）またはドーパントでのドープの後にｐ型半導体を形成する金属酸化物（例えば、ｐ−ドープされた亜鉛酸化物類またはｐ−ドープされたチタン酸化物類）であってもよい。ドーパントの例としては、フッ化物、塩化物、臭化物およびヨウ化物の塩または酸が挙げられる。いくつかの実施形態では、金属酸化物は、ナノ粒子の形態で用いられてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ｎ型の半導体材料（真性のまたはドープされたｎ型の半導体材料のいずれか）としては、金属酸化物、例えば、チタン酸化物類、亜鉛酸化物類、タングステン酸化物類、モリブデン酸化物類、およびそれらの組み合わせが挙げられる。金属酸化物は、ナノ粒子の形態で用いられてもよい。他の実施形態では、ｎ型の半導体材料としては、フラーレン類（上記のものなど）、無機のナノ粒子、オキサジアゾール類、ディスコティック液晶、カーボンナノロッド、無機のナノロッド、ＣＮ基含有ポリマー、ＣＦ３基含有ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料が挙げられる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、ｐ型およびｎ型の半導体材料は、１つの層に混ぜられる。特定の実施形態では、再結合層２４２は、２つの層を含み、１つの層がｐ型の半導体材料を含んでおり、他方の層がｎ型の半導体材料を含んでいる。このような実施形態では、再結合層２４２は、導電性層（例えば、金属層または混合のｎ型のおよびｐ型の半導体材料）を、２つの層の境界でさらに含んでもよい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、再結合層２４２は、少なくとも約３０重量％（例えば、少な
くとも約４０重量％または少なくとも約５０重量％）および／または多くとも約７０重量％（例えば、多くとも約６０重量％または多くとも約５０重量％）のｐ型の半導体材料を含む。いくつかの実施形態では、再結合層２４２は、少なくとも約３０重量％（例えば、少なくとも約４０重量％または少なくとも約５０重量％）および／または多くとも約７０重量％（例えば、多くとも約６０重量％または多くとも約５０重量％）のｎ型の半導体材料を含む。
【００６７】
再結合層２４２は一般的には、十分な厚みを有し、その結果、下部の層は、再結合層２４２上に加えられた任意の溶媒から防御される。いくつかの実施形態では、再結合層２４２は、少なくとも約１０ｎｍ（例えば、少なくとも約２０ｎｍ、少なくとも約５０ｎｍ、または少なくとも約１００ｎｍ）および／または多くとも約５００ｎｍ（例えば、多くとも約２００ｎｍ、多くとも約１５０ｎｍ、または多くとも約１００ｎｍ）の厚みを有し得る。
【００６８】
一般には、再結合層２４２は、実質的に透明である。例えば、タンデム太陽電池２００に用いられる厚みでは、再結合層２４２は、入射光のうち少なくとも約７０％（例えば、少なくとも約７５％、少なくとも約８０％、少なくとも約８５％、または少なくとも約９０％）を、太陽電池の操作の間に用いられる波長または波長の範囲（例えば、約３５０ｎｍ〜約１，０００ｎｍ）で透過し得る。
【００６９】
再結合層２４２は一般には、十分に低い表面抵抗を有する。いくつかの実施形態では、再結合層２４２は、多くとも約１×１０６オーム／平方（例えば、多くとも約５×１０５オーム／平方、多くとも約２×１０５オーム／平方、または多くとも約１×１０５オーム／平方）の表面抵抗を有する。
【００７０】
理論によって束縛されることは望まないが、再結合層２４２は、太陽電池２００における２つのセミセルの間の共通の電極と考えられる（例えば、１つは、電極２２０と、正孔ブロッキング層２３０と、光活性層２４０と、再結合層２４２とを備え、およびもう一方は、再結合層２４２と、光活性層２４４と、正孔担体層２５０と、電極２６０とを備える）と考えられる。いくつかの実施形態では、再結合層２４２は、導電性グリッド（例えば、メッシュ）材料、例えば、上記のものを含んでもよい。導電性グリッド材料は、セミセルに対して同じ極性（ｐ型またはｎ型のいずれか）の選択的な接触を提供し、かつ高度に導電性だが、透明な層を提供して、電子をロードに輸送し得る。
【００７１】
いくつかの実施形態では、一層の再結合層２４２は、光活性層に対してｎ型の半導体材料およびｐ型の半導体材料の混合物を塗布することによって作製され得る。例えば、ｎ型の半導体およびｐ型の半導体は、最初に溶媒中に一緒に分散および溶解されて、あるいは分散または溶解されて分散液または溶液を形成することができ、これが次に、光活性層上でコーティングされて、再結合層を形成することができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、二層の再結合層は、ｎ型の半導体材料の層、およびｐ型の半導体材料の層を別々に塗布することによって作製してもよい。例えば、酸化チタンのナノ粒子を、ｎ型の半導体材料として用いる場合、酸化チタンナノ粒子の層は、（１）溶媒（例えば、無水アルコール）中に前駆体（例えば、チタンの塩）を分散させて分散液を形成すること、（２）この分散液を光活性層の上にコーティングすること、（３）この分散液を加水分解して酸化チタン層を形成すること、および（４）酸化チタン層を乾燥させることによって形成することができる。別の例としては、ポリマー（例えば、ＰＥＤＯＴ）を、ｐ型の半導体として用いる場合、ポリマー層を、溶媒（例えば、無水アルコール）に最初に溶解して、溶液を形成し、次いで、この溶液を光活性層上にコーティングすることによって形成してもよい。
【００７３】
タンデムセル２００中の他の構成要素は、上記の太陽電池１００と同じ材料から形成されてもよいし、または同じ特徴を有してもよい。
タンデム太陽電池の他の例は、例えば、共同所有された同時継続の米国特許出願公開第２００７−０１８１１７９号および同第２００７−０２４６０９４号に記載されている。
【００７４】
いくつかの実施形態では、タンデムセル中のセミセルは、電気的に直列に相互接続される。直列で接続された場合、一般には、その層は、図２に示される順序であってもよい。特定の実施形態では、タンデムセルにおけるセミセルは、電気的に並列で相互接続される。並列で相互接続された場合、２つのセミセルを有するタンデムセルは、以下の層を備えてもよい：第一電極、第一の正孔ブロッキング層、第一の光活性層、第一の正孔担体層（電極として働き得る）、第二の正孔担体層（電極として働き得る）、第二の光活性層、第二の正孔ブロッキング層、および第二電極。このような実施形態では、第一のおよび第二の正孔担体層は、２つの別の層を含んでもよいし、または１つの単一の層であってもよい。第一のおよび第二の正孔担体層の伝導度が十分でない場合、必要な伝導度をもたらす追加の層（例えば、金属メッシュ層のような導電性メッシュ層）が、第一の正孔担体層と第二の正孔担体層との間に挿入されてもよい。
【００７５】
いくつかの実施形態では、タンデムセルは、３つ以上のセミセル（例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ以上のセミセル）を備えてもよい。特定の実施形態では、いくつかのセミセルは、電気的に直列で相互接続されてもよく、いくつかのセミセルは、電気的に並列に相互接続されてもよい。
【００７６】
一般には、図１および図２に記載される太陽電池中の各々の層を作製する方法は、必要に応じて変化してもよい。いくつかの実施形態では、液体ベースのコーティングプロセスによって層が作製されてもよい。特定の実施形態では、化学的または物理的な蒸着過程などの気相ベースのコーティングプロセスを介して層が作製されてもよい。
【００７７】
本明細書において言及される「液体ベースのコーティングプロセス」という用語は、液体ベースのコーティング組成物を用いるプロセスを指す。液体ベースのコーティング組成物の例としては、溶液、分散液、または懸濁物が挙げられる。液体ベースのコーティングプロセスは、以下のプロセスのうちの少なくとも１つを用いることによって行われ得る：溶液コーティング、インクジェット印刷、スピンコーティング、ディップコーティング（浸漬被覆）、ナイフコーティング、バーコーティング、スプレーコーティング、ローラーコーティング、スロットコーティング、グラビアコーティング、フレキソ印刷、またはスクリーン印刷。液体ベースのコーティングプロセスの例は、例えば、共同所有の同時継続の米国特許出願公開第２００８−０００６３２４号に記載されている。
【００７８】
いくつかの実施形態では、ある層が無機の半導体ナノ粒子を含む場合、液体ベースのコーティングプロセスは、（１）ナノ粒子と溶媒（例えば、水性溶媒または無水アルコール）とを混合して分散液を形成すること、（２）この分散液を基板の上にコーティングすること、および（３）このコーティングされた分散液を乾燥させることによって行われてもよい。特定の実施形態では、無機の金属酸化物ナノ粒子を含有する層を作製するための液体ベースのコーティングプロセスは、（１）前駆体（例えば、チタンの塩）を適切な溶媒（例えば、無水アルコール）中で分散して、分散液を形成すること、（２）この分散液を基板の上にコーティングすること、（３）この分散液を加水分解して、無機の半導体ナノ粒子層（例えば、酸化チタンナノ粒子層）を形成すること、および（４）無機の半導体材料層を乾燥することによって行われてもよい。特定の実施形態では、液体ベースのコーティングプロセスは、ゾル−ゲルプロセスによって（例えば、基板に対して分散液をコーティングする前に分散液中のゾル−ゲルとして金属酸化物ナノ粒子を形成することによって
）行ってもよい。
【００７９】
一般には、有機の半導体材料を含んでいる層を作製するために用いられる液体ベースのコーティングプロセスは、無機の半導体材料を含んでいる層を作製するために用いられるプロセスと同じであっても、または異なってもよい。いくつかの実施形態では、有機の半導体材料を含んでいる層を作製するために、液体ベースのコーティングプロセスは、有機の半導体材料と溶媒（例えば、有機の溶媒）とを混合して、溶液または分散液を形成すること、この溶液または分散液を基板上にコーティングすること、およびこのコーティングされた溶液または分散液を乾燥することによって行ってもよい。
【００８０】
いくつかの実施形態では、図１および図２に記載される太陽電池は、ロールツーロールプロセスのような連続的な製造工程で製造され、これによって製造費用を有意に低下し得る。ロールツーロールプロセスの例は、例えば、共同所有の同時継続の米国特許出願公開第２００５−０２６３１７９号に記載されている。
【００８１】
特定の実施形態が開示されたが、他の実施形態も可能である。
いくつかの実施形態では、太陽電池１００は、カソードを底面電極として、およびアノードを上面電極として備える。いくつかの実施形態では、太陽電池１００は、アノードを底面電極として、およびカソードを上面電極として備えてもよい。
【００８２】
いくつかの実施形態では、太陽電池１００は、逆の順序で図１に示される層を備えてもよい。言い換えれば、太陽電池１００は、これらの層を以下の順序で底面から上面へ備え得る：基板１７０、電極１６０、正孔担体層１５０、光活性層１４０、任意の正孔ブロッキング層１３０、電極１２０、および基板１１０。
【００８３】
いくつかの実施形態では、基板１１０および１７０のうちの１つは、透明であってもよい。他の実施形態では、基板１１０および１７０の両方が透明であってもよい。
いくつかの実施形態では、複数の太陽電池が電気的に接続されて、太陽光発電システムが形成され得る。一例として、図３は、複数の太陽電池３２０を備えるモジュール３１０を有する太陽光発電システム３００の概略図である。セル３２０は、電気的に直列で接続され、およびシステム３００はロード３３０に対して電気的に接続される。別の例として、図４は、複数の太陽電池４２０を含むモジュール４１０を有する太陽光発電システム４００の概略図である。セル４２０は電気的に並列に接続され、およびシステム４００は電気的にロード４３０に接続される。いくつかの実施形態では、太陽光発電システムの太陽電池のうちいくつか（例えば、全て）が、１つ以上の共通の基板上に配置されてもよい。特定の実施形態では、太陽光発電システムのいくつかの太陽電池は、電気的に直列で接続され、および太陽光発電システムのうちいくつかの太陽電池は、電気的に並列に接続される。
【００８４】
有機の太陽電池について記載してきたが、他の太陽電池を、本明細書に記載されるポリマーのうちの１つと一体化してもよい。このような太陽電池の例としては、色素増感太陽電池、および無機の光活性セル（アモルファスシリコン、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム、セレン化銅インジウム、およびセレン化ガリウムインジウム銅から形成されている光活性材料を有する）が挙げられる。いくつかの実施形態では、ハイブリッド太陽電池は、本明細書に記載のポリマーのうち１つと一体化してもよい。
【００８５】
太陽電池については上記したが、いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーは、他の装置およびシステムで用いてもよい。例えば、このポリマーは、適切な有機の半導体装置、例えば、電界効果トランジスタ、光検出器（例えば、ＩＲ検出器）、光起電検出器、画像化装置（例えば、カメラ用のＲＧＢ画像化装置、または医療用画像システム）
、発光ダイオード（ＬＥＤ）（例えば、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）またはＩＲもしくは近ＩＲのＬＥＤ）、レーザー装置、変換層（例えば、可視発光をＩＲ放射に変換する層）、電気通信用増幅器およびエミッタ（例えば、ファイバーのドーパント）、記憶素子（例えば、ホノグラム記憶素子）およびエレクトロクロミック素子（例えば、エレクトロクロミックディスプレー）で用いられてもよい。
【００８６】
以下の実施例は、例示的なものであり、限定することを意図するものではない。
（実施例１）
２，６−ジブロモ−ジドデシル−４，８−ベンゾジチオフェンジカルボキシレート２，６−ジブロモ−ジドデシル−４，８−ベンゾジチオフェンジカルボキシレートの合成は、下のスキームに基づいて合成した。
【００８７】
【化８】
2013542585.tif 000010
１つ口（ｏｎｅ−ｎｅｃｋｅｄ）フラスコに、３−チエニルマロン酸（１０．０ｇ、５３．７ｍｍｏｌ）および１−ドデカノール（４当量、４０．０ｇ、２１５ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（８０ｍＬ）中に室温で溶解した。この溶液に、メタンスルホン酸（１．９９ｇ、２０．７ｍｍｏｌ）を添加した。この反応混合物を、室温で３日間撹拌した。次いで溶媒を４０℃でエバポレートした。その残渣をカラムクロマトグラフィー（溶離液：ＣＨ２Ｃｌ２）によって精製して、化合物１（収率：１８．０ｇ、６９％）を得た。１ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：０．９（６Ｈ，ｔ）、１．３（３６Ｈ，ｍ）、１．７（４Ｈ，ｍ）、４．２（４Ｈ，ｔ）、４．８（１Ｈ，ｓ）、７．２（１Ｈ，ｄ）、７．３（１Ｈ，ｄ）、７．４（１Ｈ，ｓ）。
【００８８】
アルゴン下の２口のフラスコ中に、Ｆｅ（ＣｌＯ４）３を含有するメタノール（３２０ｍＬ）の溶液を０℃で調製し、化合物１を含有するメタノール（１２０ｍＬ）の分散液を、この溶液に添加した。得られた溶液を、アルゴン下で４時間６０℃で撹拌し、その溶媒を、室温で減圧下でエバポレートした。次いで水（１００ｍＬ）を、このように形成した残渣に添加した後、その水層を、ＣＨ２Ｃｌ２（１００ｍＬ×２）で抽出して、その有機の層を乾燥させて濃縮した。このようにして得られた粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィー（溶離液：ＣＨ２Ｃｌ２：ヘキサン＝３：２）によって精製して、化合物２（収率：９．０ｇ、５０．２％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）；０．９（１２Ｈ，ｔ）、１．３（７２Ｈ，ｍ）、１．７（８Ｈ，ｍ）、４．２（８Ｈ，ｔ）、７．３（２Ｈ，ｄ）、７．４（２Ｈ，ｄ）。
【００８９】
１つ口のフラスコで、化合物２（９．０ｇ、８．６５ｍｍｏｌ）を、ＤＭＦ（８０ｍＬ
）に分散させた。得られた混合物を、１２０℃で１０分間、溶液が透明になるまで撹拌した。空気をフラスコにパージした後、ＮａＩ（８００ｍｇ）を添加して、反応混合物を、２４時間還流した。溶媒を真空下でエバポレートし、水（３０ｍＬ）を残留物に添加して混合物を形成し、これをＣＨ２Ｃｌ２で抽出した。抽出物由来の有機の層を合わせ、乾燥させて、濃縮した。その粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィー（溶離液：ＣＨ２Ｃｌ２：ヘキサン＝７：３）によって精製し、化合物３（収率：１．７５ｇ、３２．９％）を得た。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：０．９（６Ｈ，ｔ）、１．３（２８Ｈ，ｍ）、１．４（４Ｈ，ｍ）、１．６（４Ｈ，ｍ）、１．９（４Ｈ，ｍ）、４．６（４Ｈ，ｔ）、７．８（２Ｈ，ｄ）、８．３（２Ｈ，ｄ）。
【００９０】
２口のフラスコにおいて、化合物３（１．７５ｇ、２．８５ｍｍｏｌ）をＣＨ２Ｃｌ２（１００ｍＬ）に溶解した。１０ｍＬのＣＨ２Ｃｌ２に溶解されたＢｒ２（３当量、１．３７ｇ、８．５５ｍｍｏｌ）の溶液を、上記の溶液に滴下した。添加の終了後、その反応混合物を、室温で一晩撹拌した。次に、飽和重硫酸ナトリウム溶液をこの反応混合物に添加した。混合物をＣＨ２Ｃｌ２で抽出した後、有機の層を合わせ、乾燥して、濃縮した。その粗生成物を、フラッシュクロマトグラフィー（溶離液：ヘキサン：ＣＨ２Ｃｌ２＝３：２）によって精製し、化合物４、すなわち、２，６−ジブロモ−ジドデシル−４，８−ベンゾジチオフェンジカルボキシレートを得た（収率：０．９３ｇ、４２．３％）。１Ｈ
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：０．９（６Ｈ，ｔ）、１．３（２８Ｈ，ｍ）、１．４（４Ｈ，ｍ）、１．６（４Ｈ，ｍ）１．９（４Ｈ，ｍ）、４．６（４Ｈ，ｔ）、８．３（２Ｈ，ｓ）。
（実施例２）
ポリマー１の合成
【００９１】
【化９】
2013542585.tif 000011
実施例１から得られた２，６−ジブロモ−ジドデシル−４，８−ベンゾジチオフェンジカルボキシレート（１．６ｇ；２．０７ｍｍｏｌ）を２つ口のフラスコに入れて、排気−アルゴンのサイクル３回によって処理した。３００ｍＬの新鮮に蒸留されたＴＨＦを、カニューレを介して上記のフラスコに添加して、−７８℃まで冷却した。ｎ−ブチル−リチウムを含有するヘキサンの２．８５Ｍ溶液（２．１８ｍＬ，３当量；６．２２ｍｍｏｌ）を、上記の溶液に−７８℃で滴下した。次いで、溶液を−７８℃で１時間撹拌した後、１．０Ｍの塩化トリメチルスズを含有するヘキサン（７．２５ｍＬ、７．２５ｍｍｏｌ）を一度に添加した。その反応混合物を、室温まで温めて、室温で２時間撹拌した。次いで、その混合物を水（２００ｍＬ）の添加によって急冷した。その混合物を、ジエチルエーテルを用いて３回抽出し、その有機の層を合わせて、ブライン溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、高真空下で、室温で濃縮した。粗ビスチン生成物を、短経路カラム
クロマトグラフィー（溶離液：４０％ジクロロメタン含有ヘキサン）によって精製して、純粋生成物を淡黄色の固体として得た（１．２ｇ；６５％収率）。
【００９２】
上記で得られたビスチン化合物（１５０ｍｇ；０．１７ｍｍｏｌ）を、光から保護するためにアルミニウムホイルで覆ったフラスコに入れた。無水トルエン（６０ｍＬ）をシリンジでフラスコに加えた後、その溶液を、アルゴンを用いて１０分間、バブリングした。２つ口のフラスコに、３，６−ジブロモ−１，２，４，５−テトラフルオロベンゼン（４８．３ｍｇ、０．９２当量；０．１６ｍｍｏｌ）、Ｐｄ２ｄｂａ３（２．５％、４．２６×１０−６ｍｏｌ、３．９ｍｇ）、およびトリ−ｏ−トリホスフィン（２０％、３．４１×１０−５ｍｏｌ、１０．４ｍｇ）を添加し、排気−アルゴンのサイクルを３回用いて処理した。トルエンに溶解されたビスチン化合物を、シリンジでこのフラスコに添加して、そのフラスコを、排気−アルゴンのサイクルを３回用いて再度処理した。次いで、その反応混合物を３日間還流した。６０℃に冷却した後、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム三水和物の水溶液（４．２ｇを９０ｍＬの水に含有）を、反応混合物に添加して、その混合物を８０℃で一晩撹拌した。得られた溶液を水で３回洗浄し、有機の層を３００ｍＬのメタノールに注いで、沈殿物を形成した。その沈殿物を、メタノール、アセトン、ヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルムおよびクロロベンゼンでの連続ソックレー抽出に供した。そのクロロホルムおよびクロロベンゼンの画分を、メタノールに注ぐことによって再度沈殿した。その得られた固体を真空中で乾燥させて１５０ｍｇのポリマー１を得た。主な画分のＭｎは約６，０００であった。
（実施例３）
１，４−ビス（２−ブロモ−４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン
【００９３】
【化１０】
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４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール（１．６８ｇ、４．０ｍｍｏｌ）を、５０ｍＬの乾燥ＴＨＦに溶解した。この溶液を、−７８℃まで冷却した後、ＢｕＬｉ（１．４０ｍＬ、４．０ｍｍｏｌ）をこの溶液に添加した。反応混合物を−７８℃で３０分間撹拌した後、ＳｎＭｅ３Ｃｌ（４．０ｍＬ、４．０ｍｍｏｌ）を、シリンジで反応フラスコに添加した。次いで、反応混合物を、室温まで温めさせた。１，４−ジブロモ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン（０．６１ｇ、２．０ｍｍｏｌ）およびビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）塩化物（０．１４ｇ、０．２０ｍｍｏｌ）を５ｍＬのＴＨＦに溶解した。次いで、得られた溶液をシリンジで上記の溶液に添加した。次いで、反応混合物を一晩還流した。反応物を冷却した後、これを水で急冷して、ジクロロメタンで抽出した。その粗生成物を回転蒸発によって濃縮し、カラムクロマトグラフィーによって精製して１，４−ビス（２−ブロモ−４
，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンを黄色の油状物として得た（１．４ｇ、７２％）。
【００９４】
上記で得た１，４−ビス（２−ブロモ−４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン（０．９８ｇ、１．０ｍｍｏｌ）およびＮＢＳ（０．３６ｇ、２．０ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのクロロホルムに溶解した。その溶液を１時間還流した。反応混合物を室温まで冷却した後、水を添加して反応物を急冷した。その有機の層をクロロホルムによって精製して、粗生成物を得た。その粗生成物を、カラムクロマトグラフィーによって精製して１，４−ビス（２−ブロモ−４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンを黄色の固体として得た（１．０８ｇ、９５％）。
（実施例４）
２，５−ビス（５−トリメチルスタンニル−３−テトラデシル−２−チエニル）−チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾールの合成
【００９５】
【化１１】
2013542585.tif 000013
１００ｍＬのＳｃｈｌｅｎｋフラスコに、２５０ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）の２，５−ビス（５−ブロモ−３−テトラデシル−２−チエニル）−チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾールを入れた。このフラスコを、排出させては、Ａｒを３回、再充填した。３５ｍＬの乾燥ＴＨＦをこのフラスコに添加した。このフラスコを引き続き−７８℃まで冷却した。次に、ｎ−ブチルリチウム（０．６４ｍｍｏｌ）を上記の溶液に滴下した。その溶液を−７８℃で１時間撹拌した後、０．７ｍＬの１．０Ｍ溶液の塩化トリメチルスズを、反応混合物に注入した。その溶液を室温まで温めた後、１００ｍＬのジエチルエーテルをこの溶液に添加した。その溶液を１００ｍＬの水で３回洗浄し、次いで、有機層を無水ＭｇＳＯ４で乾燥させた。溶媒を真空中で除去した後、２，５−ビス（５−トリメチルスタンニル−３−テトラデシル−２−チエニル）−チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾールを、定量的な収率で単離した。
（実施例５）
ポリマー３の合成
【００９６】
【化１２】
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２，５−ビス（５−トリメチルスタンニル−３−テトラデシル−２−チエニル）−チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾールを、１００ｍＬ３つ口の丸底フラスコに移した。次いで、以下の試薬を３つ口フラスコに添加した：７ｍｇ（７μｍｏｌ）のＰｄ２（ｄｂａ）３、１８ｍｇ（５９μｍｏｌ）のトリ−ｏ−トリル−ホスフィン，３３２ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）の１，４−ビス（２−ブロモ−４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン、および２０ｍＬの乾燥トルエン。この反応混合物を、２日間還流し、次いで８０℃に冷却した。ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム三水和物の水溶液（１．５ｇを２０ｍＬの水に含有）をフラスコに注入して、その混合物を８０℃で１２時間、一緒に撹拌した。その混合物を室温まで冷却した後、有機相を、水層から分離した。その有機層をメタノール（２００ｍＬ）に注いで、ポリマー沈殿物を形成した。次いで、ポリマー沈殿物を集め、ソックスレー抽出によって精製した。最終の抽出で、１２３ｍｇ（Ｍｎ＝３１ｋＤａ）のポリ［１，４−ビス（４，４’−ビス（２−エチルヘキシル）ジチエノ−［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］シロール）−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼン−ａｌｔ−２，５−ビス（３−テトラデシル−２−チエニル）−チアゾロ［５，４−ｄ］チアゾール］を得た。
（実施例６）
ポリマー２の合成
ポリマー２（Ｍｎ＝４１ｋＤａ）を、対応するモノマーを用いて、実施例３に記載の方式と同様の方式で調製した。
（実施例７）
ポリマー４の合成
ポリマー４（Ｍｎ＝２２ｋＤａ）を、対応するモノマーを用いて、実施例３に記載の方式と同様の方式で調製した。
（実施例８）
ポリマー１〜４の物理的特性の測定
ポリマー１〜４のＨＯＭＯ／ＬＵＭＯの値を、サイクリックボルタメントリーによって測定した。サイクリックボルタメントリー測定は、３．０ｍｍの直径のガラス状の炭素電極上にｏ−ジクロロベンゼン溶液（１ｍｇ／ｍＬ）由来のポリマーをドロップキャスティングすることによって行った。対電極は、白金電極であった。参照電極は、電解質を充填した多孔性バイコール塩ブリッジを用いて電解質溶液に接触させた０．１ＭのｎＢｕ４ＮＰＦ６／ＣＨ３ＣＮの中のＡｇ／ＡｇＮＯ３（０．０１Ｍ）であった。電解質溶液は、アセトニトリル中の０．１ＭのｎＢｕ４ＮＰＦ６であった。このアセトニトリルは、受け取
ったまま用いたＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈのクロモソルブ等級であった。全ての電気化学は、ＢＡＳ１００Ｂ／Ｗ電気化学分析器を用いて高純度のアルゴン雰囲気下で行った。スキャン速度は、２０ｍＶ／ｓであって、スキャンは、酸化の方向で開始した。昇華によって精製したフェロセンを、外部参照として用いて、電位をＳＣＥスケールに変換した。ＳＣＥの減圧レベルは、−４．７ｅＶであると想定する。その結果を下の表１にまとめた。
【００９７】
【表１】
2013542585.tif 000015
ポリマー１〜４のＵＶ−可視スペクトルは、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ  Ｌａｍｂｄａ３５スペクトロフォロメーターで得た。ｏ−ジクロロベンゼン（ｏ−ＤＣＢ）中のポリマーのストックサンプルは、１ｍｇ／ｍＬの濃度で、ｏ−ＤＣＢで希釈して溶液を調製し、０．７０〜０．９５という吸光度単位の最大ピーク強度を得た。クオーツのキュベットの光路長は１ｃｍであった。この装置は、ｏ−ＤＣＢを含む参照の１ｃｍクオーツキュベットで作製した複光束で用いた。ＨＰＬＣ等級（シグマ−アルドリッチ社（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）のクロモソルブ（Ｃｈｒｏｍｏｓｏｌｖ）ブランド）のｏ−ＤＣＢを用いた。スペクトルは、大気温度でとった。その結果を下の表２にまとめる。
【００９８】
【表２】
2013542585.tif 000016
（実施例９）
光活性ポリマー２〜４を用いる太陽電池の製作
光活性ポリマー２〜４を用いて、透明な事前パターン化酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）底面電極を有するガラス基板と、このＩＴＯ電極の上の正孔ブロッキング層と、この正孔ブロッキング層上の光活性層と、この光活性層の上の正孔担体層と、頂部の銀電極とを備える逆型有機太陽電池を製作した。この正孔ブロッキング層は、架橋したポリアミンを含み、この正孔担体層は、エアプロダクツアンドケミカルズインク社（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能なＨＩＬファミリーのチオフェンポリマーを含んだ。この光活性層は、ブレードコーティング技術を用いることによって０．６重量％の濃度で１，２−ジクロロベンゼンに溶解した、光活性ポリマーおよびＰＣＢＭ（１：２の重量）の混合物から形成された。この光活性ポリマー溶液は、コー
ティングの前に少なくとも１２時間８０℃で撹拌した。ブレードコーティングプロセスの間、この溶液を、ブレードコーティング装置の温度を５０℃で維持したままで、８０℃で撹拌しながら保持した。光活性層の厚みは、ブレードの速度および堆積された溶液の容積によって調節した。
【００９９】
この装置の電流密度−電圧特性は、ウォルダフら（Ｗａｌｄａｕｆ，  ｅｔ  ａｌ）、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．第８９巻、２３３５１７ページ（２００６年）に記載のとおり測定した。結果を下の表３にまとめる。
【０１００】
【表３】
2013542585.tif 000017
他の実施形態は特許請求の範囲である。
【図１】
2013542585.tif 000052
【図２】
2013542585.tif 000053
【図３】
2013542585.tif 000054
【図４】
2013542585.tif 000055
【国際調査報告】
2013542585.tif 000056
2013542585.tif 000057
2013542585.tif 000058