新型化合物及担载有该新型化合物的担载体制造技术

本发明专利技术涉及下述通式(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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化合物及担载有该化合物的担载体
本专利技术涉及新型化合物、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。
技术介绍
一直以来，在多种多样的
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。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。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1)、使色素分子具有2个羧基的手法(专利文献2)等。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。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-122088号公报专利文献2：日本特开2000-299139号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题因此，本专利技术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。用于解决技术问题的方法本专利技术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，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供下述通式(1)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。(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1种或2种以上连接而成的碳原子数为1～50的共轭性基团，R1表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基中的至少1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1～20的脂肪族烃基，该脂肪族烃基还可以被-O-、-COO-、-OCO-、-NR24-、-NR24COO-或-OCONR24-中断1～3次，当被中断2次以上时，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1～10的脂肪族烃基，R2表示氢原子或可被取代的碳原子数为1～20的烃基，R30、R31、R32、R33、R40、R41、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还可分别连接形成环，R5表示氢原子或氰基，R11为下述部分结构式(11-1)或(11-2)所示的基团。)(式中，n表示1～4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、硝基或被这些基团取代了的碳原子数为1～4的脂肪族烃基或者碳原子数为1～4的无取代脂肪族烃基所取代。)专利技术效果本专利技术的新型化合物由于具有羧基及上述R1所示的基团，因此会提供吸附性优异、并且高效率、高耐久的担载体及电极，适于太阳能电池等光电转换元件。附图说明图1为表示本专利技术的光电转换元件之一例的截面构成的示意图。图2为图1所示的本专利技术的光电转换元件的主要部分的放大图。具体实施方式以下根据优选的实施方式说明本专利技术的新型化合物、本专利技术的担载体及使用该担载体而成的光电转换元件。首先，对本专利技术的新型化合物进行说明。上述通式(1)中的Z所表示的共轭性基团只要是π共轭基团则无特别限定，也可以具有取代基。本专利技术中，π共轭基团是表示不饱和键相连而形成，Z所表示的π共轭基团中，从在后说明的光电转换元件的转换效率增高的方面出发，优选相连形成的不饱和键的碳原子数为4～60、更优选为4～40。作为Z所表示的基团，优选是选自下述式(Z-1)～(Z-10)所示基团中的基团连接了1～7个而成的基团，其中更优选具有至少1个(Z-7)所示的基团、特别优选仅由(Z-7)构成。(式中，X表示S、O、NR6或SiR6R7，式中的氢原子(但直接键合于氮原子的氢原子除外)可以被氟原子、氯原子、碘原子、氰基、硝基、-OR6基、-SR6基、-NR6R7基、-SiR6R7R8基或可被取代的脂肪族烃基取代，R6、R7及R8表示氢原子或可被取代的烃基。)作为取代上述式(Z-1)～(Z-10)中的氢原子的脂肪族烃基，例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、叔戊基、环戊基、己基、2-己基、3-己基、环己基、二环己基、1-甲基环己基、庚基、2-庚基、3-庚基、异庚基、叔庚基、正辛基、异辛基、叔辛基、2-乙基己基、壬基、异壬基、癸基等烷基；甲基氧基、乙基氧基、丙基氧基、异丙基氧基、丁基氧基、仲丁基氧基、叔丁基氧基、异丁基氧基、戊基氧基、异戊基氧基、叔戊基氧基、己基氧基、环己基氧基、庚基氧基、异庚基氧基、叔庚基氧基、正辛基氧基、异辛基氧基、叔辛基氧基、2-乙基己基氧基、壬基氧基、癸基氧基等烷氧基；甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、异丙基硫基、丁基硫基、仲丁基硫基、叔丁基硫基、异丁基硫基、戊基硫基、异戊基硫基、叔戊基硫基、己基硫基、环己基硫基、庚基硫基、异庚基硫基、叔庚基硫基、正辛基硫基、异辛基硫基、叔辛基硫基、2-乙基己基硫基等烷基硫基；乙烯基、1-甲基乙烯基、2-甲基乙烯基、2-丙烯基、1-甲基-3-丙烯基、3-丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、异丁烯基、3-戊烯基、4-己烯基、环己烯基、二环己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十五碳烯基、二十碳烯基、二十三碳烯基等链烯基等，这些基团还可在氧原子和/或氮原子不相邻的条件下被-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NHCO-、-NH-、NHCO-中断1～4次。该脂肪族烃基还可被氟原子、氯原子、碘原子、氰基、硝基、羟基、硫醇基或氨基进一步取代。作为上述R6及R7所表示的可被取代的烃基，可举出脂肪族烃基、脂环式烃基、芳香族烃基及这些基团多个键合而成的基团，作为脂肪族烃基，可以举出作为取代(Z-1)～(Z-10)中的氢原子的脂肪族烃基而在上述中说明过的基团，作为脂环式烃基，可举出环丙基、环戊基、环己基、环庚基等，作为芳香族烃基，可举出苯基、萘基、苄基、芴基、茚基等。作为上述R6及R7所表示的可被取代的烃基上的取代基，可举出氟原子、氯原子、碘原子、氰基、硝基、羟基、硫醇基或氨基。对上述通式(1)中的R1进行说明。作为碳原子数为6～20的芳香族烃基，可举出苯基、萘基、环己基苯基、联苯基、联三苯基、芴基、硫代苯基苯基、呋喃基苯基、2'-苯基-丙基苯基、苄基、萘基甲基等，这些基团被羧基、氰基、氨基、酰胺基、硝基取代至少1个，作为这种基团，可举出2-羧基苯基、3-羧基苯基、4-羧基苯基、2-氰基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下述通式(1)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1种或2种以上连接而成的碳原子数为1～50的共轭性基团，R1表示被羧基、氰基、氨基、酰胺基或硝基中的至少1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1～20的脂肪族烃基，该脂肪族烃基可以被‑O‑、‑COO‑、‑OCO‑、‑NR24‑、‑NR24COO‑或‑OCONR24‑中断1～3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1～10的脂肪族烃基，R2表示氢原子或可被取代的碳原子数为1～20的烃基，R30、R31、R32、R33、R40、R41、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，R11为下述部分结构式(11‑1)或(11‑2)所示的基团，式中，n表示1～4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1～4的脂肪族烃基或者碳原子数为1～4的无取代脂肪族烃基所取代。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.07 JP 2012-0500771.一种下述通式(1)所示的化合物，式中，Z表示共轭性基团，且为选自下述式(Z-7)及(Z-10)所示基团中的基团连接1～4个而成的基团，式中，X表示S或SiR6R7，式中的氢原子可以被烷基、烷氧基所取代，R6及R7表示烷基，R1表示被羧基取代了的苯基、或者被羧基、氰基、酰胺基中的至少一个取代了的烷基，R2表示烷基或苯基，R30、R31、R32、R33、R40、R41、R42、R43及R44各自独立地表示氢原子，R33与R44可连接形成环，R5表示氰基，R11为下述部分结构式(11-1)或(11-2)所示的基团，式中，n表示1～4的整数，环A表示苯环，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1～4的脂肪族烃基或者碳原子数为1～4的无取代脂肪族烃基所取代。2.根据权利要求1所述的化合物，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(1)中的含义相同。3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，Z所表示的共轭性基团具有至少1个所述式(Z-7)所示的基团。4.一种担载体，其担载有下...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田广幸，青山洋平，
申请(专利权)人：株式会社艾迪科，
类型：发明
国别省市：日本;JP