能源危机的到来，迫使人们将焦点聚集在新型能源的发展与研究上。而聚合物太阳能电池作为新型能源的典型代表，具有广阔的应用前景，逐渐成为目前国际上研究和关注的热点。含氟聚合物太阳能电池给体材料具有热稳定性高，抗氧化和抗老化等性能优良的特性，有望作为高性能光伏材料使用。将氟原子引入到光伏聚合物中可以调控聚合物的电子能级，同时赋予聚合物分子较好的共平面性，以获得高性能的聚合物光伏材料。因此，有关含氟聚合物的合成及其氟对聚合物光伏性能的影响规律的研究文献日渐增多，然而其结论却不尽相同，不同的体系表现出不同的规律。本文选取苯并二噻吩（给体单元D）与苯并噻二唑（受体单元A）组成的D-A型聚合物光伏材料体系为研究对象，研究了氟原子对此类聚合物光伏材料及其光伏器件性能的影响规律，其主要研究内容和结果如下：1、以苯并二噻吩为供体单元，分别以苯并噻二唑和氟代苯并噻二唑为受体单元，设计合成了两种具有D-A结构的共轭聚合物光伏材料P1和P2，详细表征了聚合物的结构，对比研究了氟原子对聚合物材料及其制备的BHJ太阳能电池性能的影响规律。研究发现，F原子的引入，改善了聚合物的热稳定性，但导致其溶解性能下降、吸收光谱变窄；F使聚合物的HOMO和LUMO能级同时降低，但光学带隙基本不变。以P1或P2为电子给体，PC71BM为电子受体，制备了共混体相异质结太阳能电池，其能量转换效率分别为3.01%和2.00%。发现氟原子的引入，虽然提高了电池的开路电压，但是由于显著地降低了聚合物的溶解性能，聚合物与PC71BM之间发生了较大的相分离，使得器件的短路电流与填充因子同时下降，最终导致了整个器件能量转换效率的降低。2、针对上述氟代聚合物P2溶解性能较差的问题，为了减小由于聚合物的溶解性不好对其性能的影响，本文将两个长的辛烷基侧链引入到苯并噻二唑受体单元上以改善聚合物的溶解性，分别以辛烷基取代的苯并噻二唑和含氟的辛烷基取代苯并噻二唑为受体单元，以苯并二噻吩为供体单元，又设计合成了两种溶解性能更优良的D-A型共轭聚合物光伏材料P3和P4，详细表征了聚合物的结构，研究了烷基取代基以及氟原子对聚合物材料及其器件性能的影响规律。研究发现，烷基的引入，显著改善了聚合物的溶解加工性能，使得相应的聚合物的吸收光谱红移，带隙略微下降；氟原子对烷基取代的聚合物的紫外-可见吸收光谱的影响较小。基于P3与P4制备的BHJ太阳能电池的能量转换效率均为1.6%。同时引入氟原子和烷基链，降低了光伏电池的短路电流，使得其光伏性能下降。3、设计合成了一种新型的氟取代的苯并氮三唑吸电子单体，以及具有直链型刚性平面结构的并噻吩和烷氧基取代并噻吩两种推电子单体，并采用核磁等手段确定了目标产物的结构，为进一步构筑新型的D-A型聚合物光伏材料以及研究这些体系中F原子对聚合物光伏性能的影响打下了基础。