近年来,太阳能电池业发展健康迅速,砷化镓和单晶硅太阳能电池的光电转换效率逐渐提高,如今普遍达到20%以上,然而它们的高成本与毒害污染问题限制了其进一步发展。有机太阳能电池作为一种新兴绿色可再生能源收集技术由于其柔性、半透明、质地灵活等优点,被人们广为研究,并且有了长足的发展。然而,为了进一步将有机太阳能电池推向商用,不止需要考虑光电转换效率,其合成复杂性与成本问题同样需要重视。随着新型受体材料的不断开发,有机太阳能电池的效率最高突破17%。但是高效率的受体材料种类却十分局限,分子结构局限于IDT、IDTT等类似的稠环核心,这些结构合成成本较高,合成步骤复杂。本文在此基础上,旨在开发高效率、成本低、合成简单的有机小分子受体材料。具体分为以下三个部分:（1）以正丁基修饰的氰基吡啶酮作为缺电子封端基团,以9,9’-联芴烯（9,9’BF）为核心单元,设计合成两种新型非富勒烯小分子受体材料bis-BFCP-Bu和tetra-36CP-Bu。两种材料固态薄膜的紫外吸收光谱分别位于350～650 nm和350～750 nm;光学带隙Eg分别为1.94和1.68 eV;分子的HOMO/LUMO能级分别为-5.39/-3.45 eV和-5.53/-3.85eV;摩尔消光系数（ε）分别为5.23×10⁴和8.34×10⁴ M^-1 cm^-1。研究发现,随着缺电子封端基团数目的增加,分子内电荷转移效应（ICT）逐渐增强,使分子吸收光谱拓宽并红移,光学带隙变窄,摩尔消光系数逐渐增强,分子能级发生规律性变化,这是提高受体材料光电性能的一种有效手段。与之对应,以PBDB-Th为给体材料,bis-BFCP-Bu和tetra-36CP-Bu为受体材料制备有机太阳能电池器（ITO/PEDOT:PSS/Active layer/PDINO/Al）,其最优光电效率分别为1.20%和1.80%。（2）体系二在体系一的基础上,以进一步改善材料的混溶性和聚集形态为目的开展研究,期望提高器件光伏性能。以2-乙基己基修饰的氰基吡啶酮作为缺电子封端基团,以9,9’-联芴烯（9,9’BF）为核心单元,设计合成两种新型非富勒烯小分子受体材料bis-BFCP-EH和tetra-27CP-EH。以2-乙基己基替代正丁基,增长的侧链有利于提高材料在卤代溶剂中的溶解性和与给体的混溶性;在tetra-36CP-Bu的基础上改变封端位点在9,9’BF核的2,2′,7,7′位,在此处封端基团与核心主干的空间位阻较大,可能会有效的抑制分子由于末端基团引起的不良聚集。研究发现,bis-BFCP-EH和tetra-27CP-EH均具有良好的光物理与热稳定性,并且随着封端数量与封端位置的变化,分子的光电性能随之发生规律性变化。以PBDB-Th为给体材料,bis-BFCP-EH和tetra-27CP-EH为受体制备有机太阳能电池器件（ITO/PEDOT:PSS/Active layer/PDINO/Al）,其最优光电转换效率分别为1.34%和2.94%。结果与预想基本一致。（3）稠环的分子具有刚性的共平面结构,因其具有共轭域,所以有利于提高分子间π-π堆积,具有十分巨大的潜力。体系三,以稠环吲哚并咔唑为核心,分别以三种缺电子能力逐渐递增的氰基吡啶烷酮、2-（3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基）丙二腈（IC）和2-（5,6-二氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基）丙二腈（IC-F）为末端基团,设计并合成三种小分子受体材料InCP、In IC和In IC-4F。对分子的构效关系、光物理性能与光伏性能进行深入探究。研究发现,三种材料固态薄膜的紫外吸收光谱分别位于350～700、350～800和350～880 nm;光学带隙分别为1.75、1.52和1.41 eV;HOMO/LUMO分子能级分别为-5.61/-3.86 eV、-5.70/-4.18 eV和-5.66/-4.25 eV;摩尔消光系数（ε）分别为1.21×10⁵、1.38×10⁵和1.49×10⁵ M^-1 cm^-1。结果表明,随着末端基团缺电子能力的增强,分子内电荷转移效应逐渐增强,使分子吸收光谱拓宽并红移,光学带隙变窄,摩尔消光系数逐渐增强,分子能级发生规律性变化,增强的光学性能有利于提高光电流降低能量损耗以获得更高的光电转换效率。基于InIC受体的器件效率最高,氯萘作为添加剂,简单进行溶剂退火后光电转换效率为3.20%。