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在当今能源日益匮乏、环境日益恶化的大背景下,聚合物太阳能电池作为有机电子学一个重要研究领域,成为当今新能源领域研究的热点。虽然与钙钛矿或传统硅基太阳能电池相比,聚合物太阳能电池在效率方面存在一定差距,但由于其成本低、重量轻、柔韧、半透明等特性,推动了光伏技术的发展。在此基础上,重点研究了聚合物太阳能电池的活性层,一是基于二噻并苯并二噻吩基团合成了两种聚合物给体材料,二是基于噻吩苯噻吩二螺芴基团合成了两种小分子受体材料。通过核磁和质谱对其进行了确认和表征,并制备了聚合物太阳能电池,研究了这些合成材料的光伏性能。其主要研究内容如下:1.二噻并苯并二噻吩基团作为苯并二噻吩单元衍生物的一种,具有良好的平面性和更为出色的传输电子能力,易于在侧基进行修饰的特点。我们将其作为聚合物给电子单元（D）,与作为缺电子单元（A）的BDD二锡进行共聚,合成了PDBT-2F,PDBT-2Cl二种聚合物给体材料。通过在聚合物的噻吩烷基侧基上引入双氟和和双氯原子,研究了这两种卤素原子对聚合物物理化学性能的影响,并比较了二者与不同受体材料共混后的光伏性能。最终以PDBT-2F为给体,IDIC为受体的聚合物太阳能电池的光电转换效率达到了12.01%,而与IT-4F为受体的器件效率则达到了10.15%。这种高的光电转换效率归功于氟原子强的电负性,在降低了给体的HOMO能级的同时,F-S/F-H的相互作用力增强了分子间的电荷的提取和转移,有利于获得更高的短路电流密度(Jsc)。而以PDBT-2Cl为给体,IDIC或IT-4F为受体的聚合物太阳能电池的光电转换效率只有7.58%和6.54%,这是由于氯的原子半径太大,导致整个分子由于侧基的重原子效应使得平面性变差,二面角的扭曲也使得分子的堆积变差,进而影响到器件的效率。2.以噻吩苯噻吩二螺芴为给电子单元（D）,以3-乙基绕丹宁和2-（1,1-二氰基亚甲基）绕丹宁（RCN）为第一受体单元（A1）,以苯并[c][1,2,5]噻二唑（BT）为第二受体单元（A2）,设计并合成了两个A1-A2-D-A2-A1型的小分子受体DTFBT-1、DTFBT-2,并对二者的光物理、电化学和基于它们制备的器件光伏性能进行了详细的研究。结果发现以J71为给体材料,以DTFBT-1、DTFBT-2为受体材料的器件分别获得了3.35%和4.40%光电转换效率。而二者都获得较高的开路电压,分别为1.15 V和0.96 V。相比较于DTFBT-1,由于端基中氰基饶丹宁有更强的吸电子能力,DTFBT-2获得了更高的短路电流密度Jsc（8.35 mA/cm2）。