溶液过程体异质结有机太阳能电池由于生产成本低廉、制作方法简单、可大规模生产而受到广泛关注。在有机光伏材料选择中,尽管聚合物取得了较高的光电转化效率,但是有机小分子材料具有结构单一、重复性好、易于提纯等优势,成为研究的热点。同时,给电子基团-吸电子基团(D-A)共轭结构有机材料备受瞩目,因为这种结构不但能够减小分子的禁带宽度从而扩大分子吸收范围,并且还可探索不同官能基团对材料性质的影响。本论文选取苯并噻二唑和吡咯并吡咯二酮作为吸电子基团,三苯胺和N,N-二甲基苯胺作为给电子基团,同时通过连接脂肪族侧链增加分子溶解性,而且将氰基引入到共轭桥键上,设计并合成了一系列D-A-D型有机小分子太阳能电池光伏材料。为了从分子层面了解化合物的性质,设计的分子均采用密度泛函理论计算其基态几何结构。紫外-可见吸收光谱和循环伏安测试也应用于合成的分子上,从而掌握分子的光物理和电化学的性质。此外,新材料与PC61BM进行荧光淬灭实验以检测二者光诱导电荷跃迁的速率。将合成的物质作为给体材料、PC61BM作为受体材料制作溶液过程有机小分子太阳能电池,并测试光伏器件的性能。根据测试及表征结果,本文讨论了三苯胺和N,N-二甲基苯胺对分子光伏性能的影响,比较了苯并噻二唑和吡咯并吡咯二酮基团的吸电子性差异,分析了脂肪族侧链对分子平面性的影响,评价了氰基基团稳定分子能级的能力。本项研究分别对给电子/吸电子基团、脂肪族侧链、桥键修饰与有机小分子光伏材料性质的关系进行了探索,对日后光伏材料的设计具有较大的参考价值。