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聚合物太阳能电池因其制备的工艺相对简单、重量轻、易制备大面积柔性器件等优点而被广泛关注。但是目前聚合物太阳能电池的光电转化效率以及稳定性相对比较低，为了提高聚合物太阳能电池的性能，选择适合的单体，设计合成高性能的聚合物材料是将聚合物太阳能电池实现高效并产业化至关重要的环节。本论文主要从聚合物主链骨架构象的角度出发，探讨合成制备高性能的聚合物材料，具体如下：1，介绍了聚合物太阳能电池的基本知识，总结了用于太阳能电池的D-A型聚合物材料的常用的给、受体单元，并从单体的拓扑结构上加以规划分类。重点阐述了不同拓扑结构的给体单元所制备的共轭聚合物。最后提出了本论文的设计思路及主要研究内容。2，基于苯并二噻吩（BDT）为给体单元，苯并噻二唑（BT）为受体单元并以噻吩（T）单元为π-键桥，设计合成了新型的主链骨架构象为Z-型的共轭聚合物PBDT-TBT。研究了基于PBDT-TBT器件光伏性能，并探究了不同受体材料，D/A比，膜厚，添加剂以及热处理等条件对光伏器件性能的影响。以PBDT-TBT与PC71BM在D/A比为1:1.1，1000rpm转速，90℃热处理的条件下所制备的光伏器件，在AM1.5G，100mW/cm2的光照下，显示最佳的光伏性能，可达到4.9%，Voc、Jsc、FF分别为0.96V、9.22mA/cm2、55.17%。3，基于苯并二噻吩（BDT）为给体单元，苯并噻二唑（BT）为受体单元并以稠噻吩（TT）单元为π-键桥，设计合成了新型的主链骨架构象为L-型的共轭聚合物PBDT-TTBT。研究了基于PBDT-TTBT器件光伏性能，以PC71BM为受体材料探究了不同D/A比，膜厚，添加剂以及热处理等条件对光伏器件性能的影响。以PBDT-TTBT与PC71BM在D/A比为1:1.1，1500rpm转速，90℃热处理的条件下所制备的光伏器件，在AM1.5G，100mW/cm2的光照下，显示出了最好的光伏性能，可达到6.3%，其中Voc为0.8V，Jsc为11.83mA/cm2，FF为66.58%。4，通过理论计算得到聚合物最优化的构象，比较了不同构象时（Z-型，L-型）聚合物的电化学性能、光谱性能、光伏性能，结晶性能以及与PC71BM共混时膜的形貌，另外也研究了不同构象时聚合物的空穴迁移率。数据显示，当聚合物的构象从Z-型转换为L-型时，有利于分子聚集明，而且π-π堆砌效应增强。虽HOMO能级略有下降使得Voc降低，但是其光谱吸收增且红移，迁移率提高并且形貌得到改善，最终获得更高的光伏性能。