本文的主要工作是研究新型给受体共轭聚合物的分子结构设计、合成及其在有机半导体器件中的应用。通过合理的分子设计和高效的合成路线，构筑一系列含有新型缺电子结构的给受体共轭聚合物，应用于全聚合物太阳能电池和聚合物场效应晶体管的研究。本研究分为两个部分：　　第一部分，通过贝克曼重排反应构筑了具有中心对称性的六元环芳香双内酰胺化合物TPT。与此前的钯催化碳氢键功能化策略相比，贝克曼重排反应具有室温反应，条件简单，不需要过渡金属催化等优势。以TPT作为受体单元，构筑了给受体共轭聚合物PT-TET和PT-T2，并作为p型半导体材料应用于聚合物场效应晶体管的研究中。光物理性质的研究表明，两种聚合物具有明显的双带吸收，吸收光谱随有效共轭程度的增长而红移。电化学性质的研究表明，聚合物的HOMO能级随给体部分的不同而变化，LUMO能级则由受体部分控制。在场效应晶体管器件的测试中，PT-TET的空穴迁移率达到了0.58 cm2V-1s-1，PT-T2的空穴迁移率为0.15 cm2V-1s-1。掠入射X射线衍射研究表明，PT-TET和PT-T2在薄膜中的排列模式基本相同，而PT-TET的排列更加规整，更加紧密。这一研究证明了TPT应用于有机半导体材料的巨大潜力，同时提供了一种高效的内酰胺化合物合成策略，丰富了有机半导体材料的合成方法。　　第二部分，设计合成了基于苯并噻二唑二噻唑和苯并噻二唑二噻吩的给受体共轭聚合物P1和P2，将其作为受体材料应用于全聚合物太阳能电池的研究。这是首次将苯并噻二唑二噻唑单元骨架引入共轭聚合物体系中。由于P1和P2具有相似的化学结构，因此这一体系对于研究聚合物受体材料的构效关系非常有意义。P1和P2光物理性质的研究表明，将噻吩单元替换为噻唑对聚合物吸收光谱的影响很小，两种聚合物在长波处的吸收带几乎完全重合。其电化学性质的研究表明，噻唑单元的引入整体降低了聚合物的HOMO与LUMO能级。这与理论结算结果基本相符。利用这两种聚合物加工了场效应晶体管器件，测试结果证明，含有噻唑的聚合物P1的电子迁移率高出含噻吩的聚合物P2两个数量级。与P3HT共混，分别加工了以P1和P2作为受体材料的倒装太阳能电池器件。P3HT/P1共混体系的能量转化效率为1.18％，高出P3HT/P2共混体系一倍。掠入射X射线衍射研究表明，共混薄膜中P1和P2以无定形态存在，P3HT/P1共混薄膜形成了更好的相分离状况。这些研究表明，提高受体材料的电子迁移率并调节其与给体材料的分子间作用力是获得高性能聚合物受体材料的关键。本文以发展有机半导体材料的新结构为基础，设计合成了新型给受体共轭聚合物，并实现了这些材料在太阳能电池和场效应晶体管中的应用。通过构效关系研究，探索了材料结构和性能的内在关系，系统研究了材料的分子结构对其光物理、电化学性质的影响;不同的分子结构导致的分子间作用力差异对聚集行为以及器件性能的影响。