单组分聚合物太阳能电池是非富勒烯聚合物太阳能电池领域的新兴研究前沿。构建单组分聚合物活性层光伏材料的研究近些年逐渐受到研究者的重视。将苝二酰亚胺衍生物受体材料与高性能聚合物给体材料组合来构建单组分聚合物活性层光伏材料已成为此类课题研究的重要突破点。高性能聚合物给体材料与苝二酰亚胺衍生物受体材料分别为目标聚合物提供共轭骨架与悬挂侧链。探讨如何基于高性能聚合物共轭骨架设计新类型的苝二酰亚胺衍生物受体悬挂侧链是本论文的研究主题。本论文的具体研究内容为:1.基于2-吲哚酮基结构单元设计合成了侧链悬挂有湾位烷氧链取代型苝二酰亚胺结构单元的共聚单体M1。基于2-吲哚酮基聚合物Ref-1的共轭骨架,设计合成了侧链悬挂湾位烷氧链取代型苝二酰亚胺结构单元的新聚合物Poly-1。研究了新聚合物Poly-1的设计、合成与基本物理化学性质。2.基于异靛蓝受体结构单元设计合成双侧链悬挂有湾位稠合吡咯环型苝二酰亚胺结构单元的共聚单体M2。基于异靛蓝聚合物Ref-2的共轭骨架,设计合成了双侧链悬挂湾位稠合吡咯环型苝二酰亚胺结构单元的新聚合物Poly-2。研究了新聚合物Poly-2的设计、合成与基本物理化学性质。3.基于对二烷氧基苯给体结构单元设计合成了双侧链悬挂有湾位稠合吡咯环型苝二酰亚胺结构单元的共聚单体M3。基于对二烷氧基苯聚合物Ref-3的共轭骨架,设计合成了双侧链悬挂湾位稠合吡咯环型苝二酰亚胺结构单元的新聚合物Poly-3。研究了新聚合物Poly-3的设计、合成与基本物理化学性质。论文研究的三种聚合物不同于文献较常报道的单组分聚合物活性光伏材料。其分子结构的典型特征是分子侧链引入了相对于主链呈横挂型的苝二酰亚胺类衍生小分子受体。三种聚合物均具有良好的热稳定性和溶解性。三种聚合物各自可兼有其共轭骨架与侧链共轭单元的吸收性质。通过非共轭烷基间隔单元键连给体共轭骨架与受体侧链形成的这些聚合物,各自也可同时具有p-掺杂和n-掺杂特征,并且可具有高效的荧光猝灭效应。三种新聚合物具有成为单组分聚合物活性层光伏材料的潜力。