苊醌二甲酰亚胺（ANQNI）是一类应用相当广泛的缺电子构建单元,它具有优异的化学活性和高的电子亲和势。目前,已经有许多ANQNI衍生物被用于构建高性能的N-型有机电子传输材料,并在有机场效应晶体管和非富勒烯太阳能电池器件中展现出优异的器件性能。本论文基于ANQNI单元,设计合成了具有“受体（A）-给体（D）-受体（A）型”和“A-A型”的两类含苊醌二甲酰亚胺单元的有机电子传输材料,并系统地研究了材料的分子结构与光电性能之间的关系,具体研究工作如下:1)萘并二吡咯烷酮（NDP）和苯并二呋喃二酮（BD）都是应用非常广泛的电子传输材料的构筑单元,他们具有强的缺电子特性和优异的共平面性。我们采用“A-A型双受体策略”,以ANQNI衍生物为端基,以NDP或者BD衍生物为核,合成了两类A-A型的有机电子传输材料（NAI和BAI）,并结合密度泛函理论计算和实验数据对比研究了两种化合物在分子结构、吸收光谱以及能级的差异。由DFT理论计算的结果可以看出,相比于NAI（骨架扭转角为16.8°）,BAI展现出相对小的骨架扭转角为（6.5°）,分子结构展现出更好的共平面性。根据电化学测试数据得知,NAI和BAI均展现出了低于–4.0 eV的LUMO能级,这表明NAI和BAI都具有很高的电子亲和势。其中,BAI-1的LUMO能级低至–4.39 eV。基于NAI-2和BAI-2的OFET器件均表现出典型的N-型传输行为,其电子迁移率分别为4.5×10-5和4.4×10-3 cm~2V-1s-1。2)以靛红/氮杂靛红并苊醌二甲酰亚胺为受体端基,以引达省并噻吩衍生物为电子给体,设计并合成了两个结构新颖的A-D-A型小分子电子传输材料（A1和A2）。结合密度泛函理论计算对比研究了吡啶氮原子的引入对A1和A2的分子结构、吸收光谱以及能级结构的影响。理论计算和吸收光谱研究发现:相比A1,吡啶氮的引入不仅可以提高A2的骨架平面性,而且还可以使其分子内电荷转移吸收峰发生27 nm的红移。电化学和理论计算研究表明,吡啶氮原子的引入增强了A2的电子亲和力,因而有效地降低了A2的最高已占分子轨道（HOMO）和最低空分子轨道（LUMO）能级。以A1和A2为电子受体材料,以商业购买的PBDB-T为电子给体材料,构造了含PBDB-T:A1或PBDB-T:A2（质量比1:1）共混薄膜的非富勒烯太阳能电池器件,其最高能量转换效率分别获为5.19%和6.19%。