随着人类对于清洁可再生能源的日益渴望,如何有效利用太阳能成为了人类迫切需要解决的问题。传统的硅基太阳能电池由于制造工艺复杂、成本较高等一系列缺点促使科学家们去寻找一种更经济、适用性更广的替代物。最近几十年来,有机太阳能电池逐渐走进人们的视野。有机太阳能电池具有成本低、质量轻、可溶剂加工、易于制成柔性器件和半透明器件等特点,并且能广泛应用于节能建筑一体化、可穿戴设备等新兴领域。有机太阳能电池的活性层材料分为给体材料和受体材料,其中非富勒烯小分子受体材料由于可以通过结构的设计来实现能级和吸收光谱的调节等一系列优势,成为了有机太阳能电池研究的热点。本文综合氯原子在小分子受体材料中的诸多优点,将氯原子与含碳氧桥的富电子核结合,设计并合成了一系列吸收光谱在近红外区的A-D-A型受体材料,并研究了它们的热力学稳定性能、光电性能和光伏性能。本文的主要内容分为以下两个部分:（1）设计并合成了两种氯取代含碳氧桥八元环受体材料COi8-2Cl-m和COi8-4Cl,发现COi8-4Cl由于过于强烈的聚集性难以溶于一般有机溶剂,无法制备器件,所以仅研究了COi8-2Cl-m的光伏性能。选择了与COi8-2Cl-m的能级和光谱极为互补的聚合物PTB7-Th作为给体材料,并制备了PTB7-Th:COi8-2Cl-m器件,得到了8.42%的能量转换效率（PCE）。为了进一步提高其光伏性能,选择添加与这一体系能级和光谱互补的受体材料PC₇₁BM作为第三元,制备了PTB7-Th:COi8-2Cl-m:PC₇₁BM基三元器件,发现当活性层比例PTB7-Th:COi8-2Cl-m:PC₇₁BM=1:1.05:0.45时,最优化器件表现出0.73 V的V_oc（开路电压）,21.68 mA cm^-2的J_sc（短路电流密度）和56.90%的FF（填充因子）,以及9.02%的PCE。研究表明,PC₇₁BM能有效地改善该体系的薄膜形貌并形成合适的相分离尺度,有利于其光伏性能的提升。（2）设计并合成了四种氯取代含碳氧桥六元环受体材料COi6-2Cl-γ,COi6-2Cl-δ,COi6-2Cl-m和COi6-4Cl。将四种材料分别与PTB7-Th共混制备器件,发现氯取代位置不确定的材料（COi6-2Cl-m）的光伏性能最好（四者中最高的PCE值为9.22%）,高于两种氯原子位置确定的受体材料（COi6-2Cl-γ和COi6-2Cl-δ）的光伏性能。为了研究结构不确定材料的光伏性能优越的原因,使用不同比例的COi6-2Cl-γ,COi6-2Cl-δ和PTB7-Th共混制作三元电池,发现双氯取代材料的比例对三元电池的电子迁移率有明显的影响,其中当PTB7-Th:COi6-2Cl-γ:COi6-2Cl-δ=1:0.5:0.5时的器件的电子迁移率最高(μ_e=1.1×10^-4 cm² V^-1 S^-1),同时取得了该系列中的最高效率（PCE=9.33%）。研究表明在该体系中混合材料更容易形成合适的相分离尺度导致其器件的FF和电子迁移率更高。然而,端基中确定氯原子的位置对于这种含C-O桥的稠环体系影响甚微,这也说明混合异构体是一种不错的策略来提高相关体系的光伏性能。