随着经济的快速发展,科技的不断进步,环境污染与能源枯竭问题日益严重。为了解决这个问题,开发新型无污染的绿色能源迫在眉睫。太阳能作为一种来源广泛、绿色环保的能源受到越来越多的关注。作为可以有效的把太阳能转换成电能的装置—有机太阳能电池由于拥有质量比较轻、成本相对较低、并且可以进行大面积制备等诸多优点,而得到了广泛的应用与发展。给体材料与受体材料共混组成了有机太阳能电池的活性层。在早期,富勒烯是应用最多的受体材料,但是由于富勒烯材料合成成本较高,在可见光区吸收差,能级不易调控等缺点,极大的限制了有机太阳能电池的不断发展。因此,开发制备成本低、吸收范围及能级易于调控的非富勒烯受体材料十分重要。论文设计并制备了六种基于异靛蓝的聚合物受体材料,对其光学及电化学性能、电子迁移率进行了表征测试,最终采用三元共聚受体材料制备了全聚合物有机太阳能电池,研究分子结构与聚合物性能之间的关系。具体工作如下:1.设计并合成出基于异靛蓝及噻吩的三元聚合物电子受体材料PIID-BO/HD-T和2Cl-PIID-BO/HD-T,对其光学及电化学性能进行表征,4探究氯原子对聚合物紫外-可见吸收光谱、热稳定性、电化学等性质的影响。结果表明,在受体材料中引入氯原子可以有效的调节聚合物的光物理特性和聚集行为,其中含氯原子的聚合物2Cl-PIID-BO/HD-T吸收范围明显拓宽,聚集行为减弱。以J52-2Cl作为给体材料,分别制备了基于J52-2Cl:PIID-BO/HD-T和J52:2Cl-PIID-BO/HD-T的全聚合物太阳能电池,结果表明基于J52:2Cl-PIID-BO/HD-T的全聚合物太阳能电池性能得到明显改善,可能的原因是氯代聚合物由于聚集行为减弱而具有较弱的结晶性,当与给体材料共混时采用了更优的取向,同时氯代聚合物LUMO能级的降低会增加驱动力从而加快激子的解离,使得器件性能得到提升。2.聚集行为的调控对分子的性能影响很大,我们通过对异靛蓝分子进行修饰,改变侧链取代基-烷基链的长度,同时保持氯原子的引入,设计制备出三种基于异靛蓝的单体。通过Stille聚合反应合成了四种共轭程度不同的聚合物受体材料PIID-C₂₀-T、PIID-C₂₀-Cl-T、PIID-C₈/C₂₀-T和PIID-C₈/C₂₀-Cl-T,并对其光学吸收、能级结构及迁移率等性能进行表征,从而探究分子结构对聚合物性能的影响。研究发现,在异靛蓝中引入氯原子合成的聚合物(PIID-C₂₀-Cl-T和PIID-C₈/C₂₀-Cl-T)及增加聚合物的共轭程度合成的三元共聚物的电子迁移率明显提升,且氯代后的聚合物电子迁移率在空气中较为稳定,研究结果表明,氯原子的引入对聚合物的性能有较大的影响。