太阳能被认为是清洁可再生新能源的代表之一，而基于富勒烯和噻吩聚合物的本体异质结太阳能电池因其制备简单、成本低廉、重量轻及可制成柔性器件等优点，近年来受到广泛关注，光电转换率不断创新高，成为目前太阳能电池的重要发展方向。为了克服电池稳定性差，寿命低的缺点，本论文设计并合成了以下几个有机太阳能电池活性材料。首先一个D-A型结构的噻吩-富勒烯体系化合物被制备。利用5,5-二羟甲基环戊[c]并噻吩与氯甲酰乙酸乙酯进行酯化反应，再与C₆₀进行Bingel反应，得到两种不同结构的D-A型C₆₀-噻吩的二元体系化合物2-1和2-2，利用红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱分别表征它们的结构，通过紫外可见光光谱、循环伏安法分析了它们的光电性质，并测试了化合物2-1的光电转化率。进一步对化合物2-1进行了聚合反应条件的探索，得到了其聚合体，由于溶解性较差，聚合反应比较困难，考虑到今后的实际应用，我们设计改变取代基长度以期改变物质的溶解性。其次，为了增加烷基链的长度，提高目标物的溶解度，设计将2-1结构中的乙基变成对甲氧基苯基。利用丙二酸亚异丙酯的反应活性，我们设计合成了对甲氧基苯酚丙二酸单酯，再与叔丁醇进行酯化反应，合成了C₆₀的衍生物3-1，并对其进行表征和光电分析，此化合物准备在均相异质结构的有机太阳能电池中作为受体材料，与聚噻吩化合物（如P3HT）组成器件，考察光电转化率的变化。为了继续考察取代基变化对化合物溶解度及光电性质的影响，进一步改变烷基链的长度与性质。我们选择长碳链的十二醇与丙二酸亚异丙酯反应，得到丙二酸单十二烷基酯，再与5,5-二羟甲基环戊[c]并噻吩和C₆₀反应，得到两个新的C₆₀-噻吩二元体系4-1和4-2，对其分别进行表征和分析，并且这两个化合物都易溶于常见的有机溶剂。那么它们作为聚合物单体进一步发生聚合反应，将生成在高分子噻吩链上连有富勒烯(C₆₀)的D-A型结构的活性材料。最后，C₆₀的茚加成衍生物ICMA（单加成物）和ICBA（双加成物）被制备，根据文献报道，其中利用P3HT/ICBA组成电池活性层的光电转换效率达到6.48%，但是在ICBA的合成过程中使用大量溶剂甲苯，增加了制备的成本与分离提纯的难度。我们通过实验探索改良制备方法，简化了提取分离工艺条件，避免了耗时的柱分离过程，产品纯度高，收率高，已申请专利。