苝单酰亚胺（PMI）具有消光系数高、能级适中、热稳定性高等优点,然而很少被应用于有机太阳能领域。由于PMI合成修饰困难,溶解性差,在有机光伏中的应用远远落后于PDI。本研究设计合成了一系列苝单酰亚胺类受体材料及无规共轭聚合物,并对它们的性质和光伏应用进行了研究。1.本研究从商品化的原料2,6-二异丙基苯胺和苝四甲酸酐出发,通过“一步法”大量合成PMI,并对其进行溴化、硼酸酯化,通过三步反应合成了关键的中间体硼酸酯化的PMI（化合物4）,总收率为65.5%。以化合物4为原料,通过引入不同的给体单元,合成了5个受体材料。这些受体材料在300-650 nm之间有强而宽的吸收,较低LUMO能级（-3.81^-3.08 eV）,溶解性好,它们与合适的给体匹配制备了光伏器件,结果表明,此类太阳能电池的开路电压高达1.35V。2.港湾位修饰的苝单酰亚胺类小分子是一类优秀的受体材料,我们用PMI作为原料,通过溴化反应合成了重要的中间体3Br-PMI（化合物15）,收率为45.4%。通过取代反应,在港湾位引入氟原子、氰基、叔丁基苯氧基,合成3个优秀的中间体,与单连芴的硼酸酯进行偶联反应,合成了3个港湾修饰的苝单酰亚胺受体材料。对其进行了性能和光伏应用的研究,这些受体材料在400-650nm范围内有强而宽的吸收,LUMO能级位于-3.60^-3.65 eV之间,低的LUMO能级表明他们接受电子的能力强,研究了它们在有机太阳能电池上应用,基于化合物19,20的太阳能电池的光电转化效率分别达3.92%,4.69%。3.本研究设计并合成了一系列PBDB-TBTn无规共轭聚合物作为给体,以二苯并二噻吩单元与噻吩共轭侧链（BDT）作为供体单元,不同含量的苯并[1,2-c:4,5]-c′]二噻吩-4,8-二酮（BDD）和二氟苯并噻二唑（BT）连接的烷基噻吩作为受体单元,通过聚合反应,合成了一系列PBDB-TBTn。聚合物太阳能电池（PSC）用ITIC作为受体制造,其转换效率为9%,开路电压为0.86 V,短路电流密度为16.84 mA cm^-2,填充系数为62.5%。