给体(D)-受体(A)型共轭聚合物具有带隙较窄、能级易于调节和迁移率高等优点，是重要的太阳能给体材料品种。但是，大部分高效的聚合物体系均需采用毒性较大的卤代溶剂进行加工，或其器件性能对活性层膜厚较为敏感，限制了其未来的实际应用。因此，设计与合成具有高迁移率的可用非卤代溶剂加工的高效共轭聚合物给体材料的研究具有重要意义。适当降低聚合物的区域规整度，可在提高聚合物溶解性的同时不明显降低聚合物的半导体性质;另一方面，采用二维共轭结构单元，可以增大聚合物分子间π轨道的重叠面积，增强分子间π-π相互作用，利于获得高的载流子迁移率和光伏效率。因此，本论文从降低D-A型共轭聚合物的区域规整度和引入二维共轭结构单元两个方面出发，设计与合成了四个系列的D-A型共轭聚合物，详细研究了它们的溶解性、载流子传输性能以及光伏性能。主要成果与创新点如下:　　(1)通过在异靛蓝(IID)单元中引入一个氟原子，合成了半晶性的无规共轭聚合物P1FIID-BT。单氟原子的引入提高了P1FIID-BT在非卤代溶剂邻二甲苯和三甲苯(TMB)等中的溶解性，使得聚合物的光学带隙变窄、能级变深。该聚合物具有较高的场效应晶体管(OFET)空穴迁移率（μh为0.43 cm2/V·s）。以P1FIID-BT为给体、PC61BM为受体、邻二甲苯为加工溶剂，制备了光伏器件，器件的能量转化效率(PCE)对膜厚不敏感，膜厚在105-340 nm之间的PCE均高于6.5％，膜厚为270 nm时PCE最高，达到7.46％。　　(2)将3-甲基-2，2-二噻吩(2T-C)以及5"-甲基-2，2∶32"-三噻吩(2T-T)与二溴代IID单元共聚，合成了两个无规共聚物PIID-BT-C和PIID-BT-T。PIID-BT-C只能溶于常用卤代溶剂和高沸点四氢萘(THN)中，而PIID-BT-T在常用卤代溶剂及邻二甲苯、甲苯、邻甲基苯甲醚(o-MA)、THN等非卤代溶剂中均有较好的溶解性。较基于2，2-二噻吩的参比聚合物PIID-BT，聚合物PIID-BT-C和PIID-BT-T的光谱带隙变窄、薄膜的摩尔吸光系数变大，HOMO能级略有升高。分别以这三种聚合物为给体、PC71BM为受体制备了电池器件。相比于参比聚合物(PCE:6.93％)，PIID-BT-C良好的共混薄膜形貌及高且均衡的载流子传输性能有利于减弱激子复合几率、增强载流子的提取和收集，从而获得更高的短路电流密度和PCE(8.26％)。而PIID-BT-T体系由于不均衡的载流子传输，激子复合严重，电荷提取效率差，其器件性能较差，PCE仅为4.67％。　　(3)以平面性好、易合成及易修饰的2D共轭单元E-1，2-二(5-烷基-噻吩-2-基)乙烯(TVT-T) TVT-T为D片段、二氟代苯并噻二唑(DFBT)为A片段，合成了含不同烷基噻吩侧链的2D共轭聚合物PTVT-T6、PTVT-T8和PTVT-T10。TVT-T的引入使得这些聚合物较相应的含烷基链的聚合物(PTVT-Cx)具有更窄的带隙、更刚性的骨架结构、更强的自组装能力和更紧密的分子堆积。因此，2D共轭聚合物PTVT-Tx表现出更有序的分子堆积和更短的π-π堆积距离(～3.5(A))，其μh比相应的参比聚合物PTVT-Cx高一个数量级。分别以PTVT-T8、PTVT-T10、PTVT-C8和PTVT-C10为给体，以PC71BM为受体、二甲苯为溶剂、DPE和HPN为添加剂制备了光伏器件，最优器件的PCE分别为6.79％、5.65％、3.94％和1.70％。PTVT-Tx更高的PCE主要归因于其良好的薄膜形貌及纳米尺度的相分离、分子更倾向于以face-on的堆积方式排列以及高的载流子迁移率。　　(4)以2D TVT-T为给体，通过与不同的受体单元DFBT、IID、二氟代苯并噁二唑(ffBX)和噻唑并异吲哚二酮(TID)共聚，合成了四个聚合物。发现受体单元对聚合物的吸收光谱和能级有较大影响，聚合物光谱带隙依DFBT＞IID＞ffBX＞TID的顺序逐渐减小，HOMO能级依DFBT＞IID＞TID＞ffBX的顺序逐渐降低。PffBX-T8具有高的结晶性及强的分子间相互作用，因此OFET迁移率最高，可达0.77 cm2/V·s。基于四种聚合物的电池器件性能差异较大，其中PIID-T6获得最高的PCE，为6.94％。透射电镜和单载流子器件研究表明，受体片段对共混薄膜的相分离形貌和载流子传输性能有较大影响，PIID-T6体系纳米尺度的相分离形貌和均衡的载流子传输使其器件的激子复合几率更小，PCE更高。