聚合物太阳能电池(PSC)相比传统无机太阳能电池具有制造成本低、重量轻、可制备成柔性器件、工艺简单等优点，近几年引起学术界和产业界的高度关注。然而这类电池的能量转换效率低制约了其发展。本论文在本实验室前人有关支链共轭聚噻吩研究工作的基础上，在聚合物材料的结构与属性关系方面作了进一步探讨。重点考察了噻吩乙烯、吩噻嗪共轭支链以及三苯胺功能团的引入对聚合物材料的光物理、光电子等属性的影响；另外，还深入研究了这类材料在全聚合物型光伏电池中的应用。主要成果以下：　　 1.将吩噻嗪基团分别引入到聚噻吩的侧链和主链上得到PTZV-PT和POPTZ-PT。吩噻嗪单元位置上的不同导致材料属性的差异显著，PTZV-PT相比POPTZ-PT有更宽的吸收和更高的空穴迁移率。以这两种材料作电子给体，分别与经典的受体材料PCBM共混制备的本体异质结型光伏电池，在AM1.5，100 mW/cm2模拟太阳光下，相比POPTZ-PT，基于PTZV-PT的PSC，能量转换效率提高了一个数量级，达到1.0％。　　 2.研究了以PTZV-PT作电子给体、新型聚苯乙烯衍生物DOCN-PPV作电子受体的光伏体系在全聚合物光伏电池中的应用。经120℃热处理15分钟，器件的效率从0.41％提高到0.8％。热处理后活性层形貌的趋于优化是性能提升的主要原因。　　 3.研究了以侧链为双噻吩乙烯的支链共轭聚噻吩biTV-PT作电子给体、DOCN-PPV作电子受体的光伏体系在全聚合物光伏电池中的应用。一定范围内活性层的厚度、材料组分的变化对器件性能的影响不大。90℃热处理可带来器件性能最大的提升。　　 4.将三噻吩乙烯(TTV)和三苯胺(TPA)功能基团引入到聚噻吩侧链中得到了两个聚合物P2和P3。P1作为参照不含上述两种基团，P2只含TTV，而P3同时含有TTV和IPA。结果显示：相比P1，P2和P3的空穴迁移率都有三个数量级的提升，P3相比P2迁移率也提高了三倍多；光吸收方面，在短波长方向上P2和P3也有不同程度的拓宽。三种材料分别作给体，与DOCN-PPV作受体共混的全聚合物光伏体系，基于P3的能量转换效率最高，达到0.44％。P3的强光吸收能力、高迁移率和较好的光活性层形貌是其性能较高的主要原因。