目前,世界范围的能源体制依赖于不可再生能源,难以可持续发展。唯一完全可再生的,并且有能力满足世界上巨大的和不断增长的能源需求的能源是太阳能。太阳能电池可以直接将阳光转化为电能,是目前最有前途、最高效的获取太阳能的技术之一。有机太阳能电池具有质量轻、成本低并且可以制备柔性大面积器件的优点,受到了广泛关注,近年来得到快速发展。而通过对活性层中给体材料的结构设计来得到优异的给体材料,对器件性能的提高有十分重要的意义。本论文主要设计并合成了四种太阳能电池给体聚合物,并制备电池用以光电性能的研究。本文主要包括以下内容:(1)以苯并二噻吩(BDT)与[3,4-b]并噻吩(EFT)为基础结构,引入3-正辛基[3,2-b]并噻吩单元,构建了一种新型的给体聚合物PSBDT-TT-EFT。虽然,PSBDT-TT-EFT具有比较宽的吸收光谱以及合适的能级,但是活性层给受体没有形成以供电荷传输收集的理想连续互穿网络,载流子迁移率较低,与PC71BM共同制备的正向太阳能电池最优性能为2.32%。说明这种结构改变影响了材料原有的电荷传输结构。尽管添加并噻吩对提高分子的平面性有一定作用,但是这破坏了材料原有的醌式结构,阻碍了电荷的传输和收集,所以对器件的性能影响很大。(2)以苯并二噻吩-4,8-二酮(BDD)为受体单元,以噻吩为供体单元,通过简单的步骤,合成了两种基于不同噻吩个数的聚合物给体材料P1T-BDD、P3T-BDD,并研究了噻吩给体数量对器件性能的影响。P1T-BDD具有较差的溶解性能,经过AFM表征发现P1T-BDD形貌较差,二者与PC71BM共混后得到器件性能分别为1.23%与6.96%。这说明噻吩个数增加可以使分子具有更强的分子间作用力,可以很好地促进载流子迁移率的提高,最终得到高的短路电流和填充因子。结果表明,以噻吩为给体,合成结构简单的聚合物是降低有机太阳能电池成本并保持器件性能的有效方法。(3)设计并合成了一种以3-正辛基[3,2-b]并噻吩单元作为π-桥,基于苯并二噻吩和苯并二噻吩-4,8-二酮单元的新型D-A共轭宽带隙聚合物PSBDB-TT。通过换用新的π桥,来增大分子结构的平面性。制备正向结构太阳能电池,PSBDB-TT:ITIC的器件实现了 9.02%的高效光电转换效率,PSBDB-TT:PC71BM的富勒烯体系器件其光电转换效率达到4.73%。结果表明,在共轭聚合物中选择烷基化并噻吩单元作为π桥是提高聚合物太阳能电池光伏性能的一种潜在的有效方法,且还可能可以通过引入强吸电子杂原子、制备反向器件或换用其他小分子受体进一步优化性能。