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近年来,有机太阳能电池取得了突飞猛进的发展。目前,其能量转换效率（PCE）已经超过17%。其中有机/聚合物太阳能电池给体材料是该领域研究的热点之一。噻吩并[2’,3’:5,6]吡啶并[3,4-g]噻吩并[3,2-c]-异喹啉-5,11（4H,10H）-二酮（TPTI）是一个含有芳香内酰胺的五环稠环芳烃。本论文设计并合成了系列基于TPTI的D-A型和D-A1-D-A2型共轭聚合物以及A2-π-A1-π-A2型共轭有机小分子太阳能电池给体材料。并对目标聚合物和小分子的热稳定性、光物理、电化学和光伏性质进行了系统地研究,初步探讨了材料分子结构与光电性质间的关系。主要研究内容如下:1.设计并合成了三个基于TPTI和不同侧链的苯并二噻吩（BDT）单元的D-A型共轭聚合物CP1、CP2和CP3。系统研究了BDT单元上不同侧链（氧烷基、烷基噻吩、硫烷基噻吩）对共聚物光电性能的影响。结果表明:烷基噻吩和硫烷基噻吩共轭侧链的引入有利于拓宽聚合物的吸收光谱和降低聚合物的HOMO/LUMO能级,最终有利于开路电压(Voc)和短路电流(Jsc)的提高。同时,引入这两种共轭侧链,使BDT类聚合物形成二维共轭结构,这种结构有利于提高分子内的π-π相互作用,促进了激子的分离,增加了电荷的传输效率。以所合成的CP1、CP2和CP3为给体材料,PC71BM为受体材料构筑的富勒烯类聚合物太阳能电池器件中,三个太阳能电池的PCE分别为5.01%、5.03%和5.35%;以ITIC为受体材料构筑的非富勒烯类聚合物太阳能电池器件中,它们的PCE分别为1.84%、1.58%和1.66%。2.设计并合成两个基于TPTI的新型D-A1-D-A2型共轭聚合物CP4和CP5,其中以噻吩/烷基噻吩为给电子单元（D）,TPTI单元（A1）及苯并二噻吩二酮（BDD）和氟代苯并噻二唑（FBT）为吸电子共聚单元（A2）。研究了不同吸电子单元对共聚物光电性质的影响。结果表明:两个聚合物均具有很宽的吸收光谱（300-800 nm）。与CP4相比,CP5有一定程度的红移,这是因为FBT单元有更强的吸电子能力。由于该类聚合物中含有两个吸电子单元（A1和A2）,使得两个聚合物都拥有很低的HOMO能级（-5.6 eV）。以所合成的CP4和CP5为给体材料,PC71BM为受体材料构筑的富勒烯类聚合物太阳能电池器件中,两个太阳能电池的PCE分别为3.53%和6.20%;以ITIC为受体材料构筑的非富勒烯类聚合物太阳能电池器件中,它们的PCE分别为2.73%和6.01%。3.设计并合成了以TPTI为中心吸电子单元A1,3-己基噻吩或3,3’’-二辛基-[2,2’:5’,2’’-三噻吩]为π桥,1,3-茚满二酮或3-乙基绕单宁为末端吸电子单元A2的四个A2-π-A1-π-A2型有机小分子太阳能电池材料CS6、CS7、CS8和CS9。重点研究了不同π桥和吸电子末端对该类小分子的光电性质的影响。研究发现四个小分子都有良好的热稳定和宽且强的吸收性质。小分子CS6和CS7具有较好的溶解性,而CS8和CS9的溶解性则较差。由于茚酮比绕丹宁有更强的吸电子能力,使得以茚酮为末端的小分子（CS6和CS8）相比绕丹宁（CS7和CS9）的发生了红移,吸收范围也更宽,相应的HOMO能级也更低。该系列小分子的Voc都比较高,其中基于CS6电池的Voc最高,达到了1.04 V。以所合成的CS6为给体材料,PC71BM为受体材料构筑的富勒烯类有机小分子太阳能电池器件中,它的PCE达到了3.82%。