本论文设计并合成了一系列具有A-π-D-π-A结构的新型的受体材料。将这些受体材料和匹配的给体材料加工制备成有机太阳能电池器件，对其光电性能进行了详细研究。通过对分子结构的调节和器件结构的优化，大幅度提高了有机太阳能电池器件的光电转化效率。主要研究内容包括:　　1.我们设计并合成两个具有相同D单元(IDT结构单元)和末端基团氰基-绕丹宁(CR)，但桥联π结构单元不同的两个新型的受体小分子IDTCR和IDTzCR，以研究S…N原子之间的非成键作用力以及在共轭分子设计中引入“构象锁”对合成制备高效的有机太阳能电池材料的影响。将它们与商业化的给体聚合物材料PTB7-Th共混后在最优条件下加工制备的反向电池器件，其能量转换效率分别是6.10％和8.71％。理论计算分析表征手段对器件性能的研究，结果表明了引入S…N间的“构象锁”是一种提高分子共轭骨架平面性的有效的方法，有助于提高器件的光电性能。　　2.为了推广S…N间的“构象锁”的应用，我们又设计并合成了两个含有S…N“构象锁”且能级与P3HT给体能级匹配的新型受体小分子H-IDTzR和IDTzR，通过调节分子侧链取代基来改变分子的堆积性能。H-IDTzR和IDTzR分子的共轭骨架都展现了很好的平面性，但侧链取代基的空间位阻不同。相比于带直链烷基的H-IDTzR分子，带烷基苯基链的IDTzR分子有效的抑制了分子之间堆积，在与聚合物P3HT给体混合后制备的混合膜的形貌展现了更好的相分离尺寸和均一性，表现出了更好的光电性能。基于聚合物P3HT给体与小分子IDTzR受体在最优条件下加工制备的反向电池器件的最高能量转换效率(PCE)为4.88％，相比于H-IDTzR(PCE=3.53％)有了较高的提升。