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随着人类社会的发展,能源危机和环境问题已成为当今社会的热点。传统的煤、石油、天然气等自然资源已经不能满足人类发展的需要。环境污染也已经成为急需解决的严重问题。太阳能作为一种可再生的能源,由于其具有取之不尽,用之不竭、无污染和无噪音、不受地域限制等显著优势而备受人们关注。聚合物/有机太阳电池具有以下几点突出优势:(1)制造工艺简单且能耗低,具体表现为可在室温下进行溶液加工,也可以实现卷对卷(roll to roll)加工;(2)质量轻、可以实现全印刷进行大规模生产;(3)使用范围广,并且不会因为环境,产地的不同而影响其使用。因为以上几点原因,聚合物太阳电池已成为当今科研学者们的研究热点。从上个世纪五十年代末开始,经过无数科研学者的共同努力,截止目前为止,单层非富勒烯有机太阳电池的能量转换效率已突破13%。TzBI类聚合物在宽带隙聚合物中性能较好,所以可以针对这个单元做一系列分子改性,包括主链和侧链;主链的改性可以从更换D单元入手,参考4T类的共聚物,4T不管与BT、NT还是BTA共聚,在富勒烯以及非富勒烯器件中都具有优异性能;同时,TzBI单元由于本身平面性一般,通过与4T共聚可以改善结晶性;同时可以保持其宽带隙的特性。本文第二章,设计合成了含有长烷基链的TzBI-TBO,并分别于双锡双氟联噻吩,双锡联噻吩通过stille聚合得到聚合物PTz BI-TBO-DFDT,PTzBI-TBO-DT,两个聚合物均具有较好的热稳定性、较宽的吸收和与ITIC非常匹配的能级,但是PTz BI-TBO-DT的吸收系数低于PTzBI-TBO-DFDT,这对器件性能不利。同时还研究了聚合物的光伏性能,发现聚合物PTzBI-TBO-DFDTPTz BI-TBO-DT分别于ITIC制备的器件效率为2.83%和0.05%,PTzBI-TBO-DT与ITIC的器件效率明显低于PTzBI-TBO-DFDT与ITIC的器件效率,相对于PTz BI-TBO-DFDT这可能与聚合物PTzBI-TBO-DT与ITIC的器件具有较低的电子迁移率和共混膜具有比较大的相分离密切相关。综上所述,聚合物PPTzBITBO-DT与ITIC的器件效率低于聚合物PTzBI-TBO-DFDT与ITIC器件效率,可能与吸收系数,空穴迁移率以及薄膜形貌有关。本文第三章,研究发现,通过在噻吩上引入长烷基链,解决了TzBI与四联噻吩共聚的溶解性问题,同时也保持了其宽带隙的特性,但是由于长烷基链的引入导致其与ITIC的互溶性不好,具有较大的相分离,导致器件效率较低。鉴于上一章出现的一些列问题,现将烷基链引入到TzBI的核上。设计并合成了TzBI-OD,并分别于双锡双氟联噻吩,双锡并噻吩通过stille聚合得到聚合物PTzBI-OD-DFDT,PTzBI-OD-TT。并分别研究了两个聚合物的热稳定性、光物理性能以及电化学性能等。其聚合物的这些性能与上一章合成的聚合物PTzBI-TBO-DFDT,PTzBI-TBO-DT相似,只是聚合物PTzBI-ODDFDT,PTz BI-OD-TT的吸收系数相对高一点。进一步地,研究了其光伏性能,发现聚合物PTzBI-OD-DFDT,PTzBI-OD-TT分别于ITIC制备的器件效率为4.90%和2.35%,其器件效率明显比上一章的器件效率高。对比之下,PTzBI-OD-DFDT,PTzBI-OD-TT与ITIC的共混膜的器件迁移率和薄膜表面形貌,这可能是导致其器件效率较高的原因。