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芳香酰亚胺及其衍生物是一类综合性能优异的受体单元,近年来被广泛应用于构建高迁移率的有机/聚合物电子传输材料。本论文以萘/苝酰亚胺衍生物为受体单元,设计并合成了系列含环戊二烯酮并萘酰亚胺受体的低带隙D-A型聚合物电子传输材料和两个含苯并二噻吩异构体的苝酰亚胺类有机小分子电子传输材料,并系统地研究了材料结构与光电性能之间的构效关系,具体工作如下:1)本章节以萘酰亚胺衍生物酮、1,3-二（4-溴苯基）丙酮以及1,3-双（4-溴噻吩）丙酮为重要中间体,采用双Knoevenagel缩合法制备了两种环戊二烯酮并萘酰亚胺受体单元（BCPONI-2Br和TCPONI-2Br）。研究发现:由于环戊二烯酮的并入,所得受体单元展现出宽的吸收光谱、窄的光学带隙以及低的LUMO能级。基于以上两种受体单元,我们进一步开发了两类含BCPONI-2Br和TCPONI-2Br受体单元的D-A型低带隙聚合物电子传输材料,具体包括苯桥连聚合物（P1-P3）和噻吩桥连聚合物（P4-P6）。通过改变共轭π桥单元（噻吩和苯）和给体单元（咔唑、苯并二噻吩和二噻吩并吡咯）,我们有效地调控了该类聚合物的吸收光谱、光学带隙以及HOMO/LUMO能级。结果表明:1)相比苯桥连聚合物（P1-P3）,噻吩桥连聚合物（P4-P6）展现出更平面的骨架结构和更强的D-A效应,因而获得更宽的光谱吸收、更窄的光学带隙以及更低的LUMO能级值;2)随着电子给体的给电子能力增加,两类聚合物的吸收光谱均有效拓宽,HOMO能级升高,光学带隙变窄。其中,P6获得最低的光学带隙（0.81 eV）;3)在空气中,基于P5退火薄膜构造的底栅/底接触型场效应晶体管器件获得0.02cm2 V–1 s–1的空穴迁移率。然而,其顶栅/底接触型场效应晶体管器件表现出典型的双极性载流子传输行为,其最高空穴和电子迁移率分别达4.11×10–3和5.15×10–4 cm2 V–1 s–1。2)本章节以结构异构化的苯并[2,1-b:3,4-b’]二噻吩（BDP）和苯并[1,2-b:4,3-b’]二噻吩（BdT）作为芳香核,采用光照关环法合成了两类含BDP和BdT单元的苝酰亚胺稠环电子受体（BPDI-1和BPDI-2）,并系统地研究了结构异构对受体单元的骨架结构、吸收光谱、HOMO/LUMO能级、薄膜形貌以及光伏性能的影响。研究表明:BPDI-1展现出近乎线性共平面的骨架共轭结构,然而BPDI-2展现出扭曲的3D骨架结构,这种扭曲的骨架结构将有利于抑制分子的聚集;相比BPDI-1,BPDI-2展现出拓宽的吸收光谱以及更强的电子接受能力;在模拟太阳光(AM 1.5G,100 mW cm–2)照射下,基于PTB7-Th/PBPDI-2共混薄膜构造的非富勒烯太阳能电池最高光电转换效率达4.44%,而PTB7-Th/BPDI-1共混薄膜器件的最高PCE仅为2.98%。