电荷传输性组合物的制作方法

本发明涉及电荷传输性组合物，更详细地说，涉及用于形成有机光电转换元件中使用的电荷传输性薄膜的电荷传输性组合物。

背景技术：

1、电子元件、特别是有机光电转换元件是使用有机半导体、将光能转化为电能的器件，例如可列举出有机太阳能电池。

2、有机太阳能电池为在活性层、电荷传输性物质中使用了有机物的太阳能电池元件，众所周知由m. gratzel开发的染料敏化太阳能电池和由c. w. tang开发的有机薄膜太阳能电池（非专利文献1、2）。

3、由于均具有为轻质、薄膜，能够柔性化、以及能够采用辊对辊进行生产等与现在主流的无机系太阳能电池不同的特长，因此期待新的市场形成。

4、另一方面，近年来，报道了作为具有钙钛矿型晶体结构的化合物（以下称为“钙钛矿半导体化合物”）使用了金属卤化物的太阳能电池能够实现比较高的光电转换效率的研究成果，受到注目。例如，在专利文献1中记载了包括含有钙钛矿半导体化合物的活性层的光电转换元件和太阳能电池。

5、而且，在将钙钛矿半导体化合物用于活性层的光电转换元件中，为了进一步提高元件特性，不仅对于该活性层，而且对于与其组合的其他层的条件，也进行了进一步的研究。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开2016-178193号公报

9、非专利文献1：nature, 第353卷, 737-740(1991)

10、非专利文献2：appl. phys. lett., 第48卷, 183-185 (1986)

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本发明鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供适于光电转换元件的电荷传输性薄膜的形成、特别是在用作反层叠型的钙钛矿太阳能电池的空穴捕集层的情况下可使得到的元件的光电转换效率（pce）大幅地改善的电荷传输性组合物。

3、用于解决课题的手段

4、本发明人为了实现上述目的，反复深入研究，结果发现：包含电荷传输性物质、交联剂、和有机溶剂、作为该电荷传输性物质、包含使用具有特定的结构的二胺成分得到的聚酰亚胺系聚合物的电荷传输性组合物适于有机光电转换元件中的电荷传输性薄膜的形成。特别地，在将该电荷传输性薄膜用作反层叠型的钙钛矿太阳能电池的空穴捕集层的情况下，对于在其上形成的钙钛矿层用的组合物的耐溶剂性优异，可大幅地提高得到的元件的pce，完成了本发明。

5、即，本发明提供以下的电荷传输性组合物。

6、1.电荷传输性组合物，其为用于形成有机光电转换元件中的电荷传输性薄膜的电荷传输性组合物，包含：电荷传输性物质、交联剂、和有机溶剂，

7、所述电荷传输性物质包含选自以下中的至少一种的聚酰亚胺系聚合物：由具有由下述式（1）～（3）表示的任一种结构的二胺成分与四羧酸成分得到的聚酰亚胺前体、所述聚酰亚胺前体的酯和所述聚酰亚胺前体的酰亚胺化物，

8、[化1]

9、

10、式中，r1表示氢原子或一价的有机基团，＊表示与其他基团键合的部位，形成苯环的任意的氢原子可被一价的有机基团取代。

11、2.根据1所述的电荷传输性组合物，其中，所述交联剂为选自以下中的至少一种化合物：具有2个以上选自由下述式（b1）～（b2）表示的部分结构中的至少一种的部分结构的化合物、具有2个以上环氧基的化合物、具有2个以上氧杂环丁烷环的化合物和具有2个以上噁唑啉环的化合物，

12、[化2]

13、

14、式（b1）中，rb1和rb1'各自独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、或＊b4-ch2-o-rb11，rb11表示氢原子或碳原子数1～3的烷基，＊b4表示rb1和rb1'与键合的碳原子的键合端，rb2和rb2'各自独立地表示氢原子或碳原子数1～3的烷基，n1表示0或1，＊b1和＊b2表示键合端，

15、式（b2）中、yb表示（n2+n3+1）价的芳环，rb3表示氢原子或碳原子数1～3的烷基，n3为0时，rb3的至少一个表示氢原子，n2表示1～6的整数，n3表示0～6的整数，＊b3表示键合端。

16、3.根据2所述的电荷传输性组合物，其中，所述交联剂为选自下述式（b1-1）、（b1-2）、（b1-3）、（b2-1）和（be）中的至少一种，

17、[化3]

18、

19、式（b1-1）中，ab表示nx价的有机基团，rb4各自独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、或由下述式（b1-1）表示的部分结构，nx表示2～6的整数，rb1、rb2、rb1’和rb2’表示与上述相同的含义，

20、式（b1-2）、（b1-3）中，rb5和rb6各自独立地表示氢原子、碳原子数1～3的烷基、由下述式（b1-1）表示的部分结构、或由下述式（b1-2）表示的部分结构，多个rb5的至少两个表示由下述式（b1-1）表示的部分结构、或由下述式（b1-2）表示的部分结构，多个rb6的至少两个表示由下述式（b1-1）表示的部分结构，

21、式（b2-1）中，rb3、n2和n3表示与上述相同的含义，n2的至少一个为0时，rb3的至少一个表示氢原子，yb表示芳环，该芳环的任意的氢原子可被碳原子数1～3的烷基、卤素原子、碳原子数1～3的烷氧基或乙烯基取代，zb表示单键、碳原子数1～10的饱和烃基、由-nrz-或-p1-q1-p2-表示的基团，所述rz表示氢原子或碳原子数1～3的烷基，所述p1和p2各自独立地表示碳原子数1～5的烷基，所述q1表示芳环，所述饱和烃基的全部或一部分可键合以形成环状结构，任意的氢原子可被氟原子取代，ny表示2～6的整数，

22、式（be）中，re为具有芳环或环己烷环、碳原子数为6～40的2价的有机基团，不过，在基团re中可包含氧原子或硫原子，

23、[化4]

24、

25、式中，rb1、rb1’、rb2、rb2’、n1表示与上述相同的含义，rb7表示氢原子或碳原子数1～3的烷基，n4表示1～6的整数，＊表示键合端。

26、4.根据3所述的电荷传输性组合物，其中，所述交联剂为选自下述式（1）～（7）中的至少一种，

27、[化5]

28、。

29、5.根据1～4中任一项所述的电荷传输性组合物，其中，所述交联剂的含量用质量比计，相对于电荷传输性物质，为0.01～1.0。

30、6.根据1～5中任一项所述的电荷传输性组合物，其中，所述r1为氢原子、碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的氟烷基或叔丁氧基羰基。

31、7.根据1～6中任一项所述的电荷传输性组合物，其用于钙钛矿光电转换元件的空穴捕集层。

32、8.由根据1～6中任一项所述的电荷传输性组合物得到的电荷传输性薄膜。

33、9.根据8所述的电荷传输性薄膜，其中，所述电荷传输性薄膜为钙钛矿光电转换元件的空穴捕集层。

34、10.钙钛矿光电转换元件，其包括根据9所述的电荷传输性薄膜。

35、11.根据10所述的钙钛矿光电转换元件，其为反层叠型。

36、12.太阳能电池，其包括根据10所述的钙钛矿光电转换元件。

37、13.有机光电转换元件的电荷传输性薄膜的制造方法，其中，在活性层上或阳极上涂布根据1～7中任一项所述的电荷传输性组合物并烧成。

38、发明的效果

39、本发明的电荷传输性组合物适于光电转换元件的电荷传输性薄膜的形成，特别是将该电荷传输性薄膜用作反层叠型的钙钛矿光电转换元件的空穴捕集层的情况下，对于钙钛矿层用的组合物的耐溶剂性优异，能够得到具有高pce的钙钛矿光电转换元件。