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能源危机和环境污染已成为当前人类面临的重大挑战，发展清洁无污染的绿色能源势在必行。其中聚合物太阳能电池(PSC)因其独特的优势成为未来极具应用潜力的绿色能源技术。作为聚合物太阳能电池的重要组成部分，阴极修饰层(电子传输层，ETL)在降低活性层与电极接触势垒，促进载流子的选择性收集和有效运输等方面起着关键作用。 本论文研究内容主要包括两个方面:一是针对胺基功能化共轭聚合物的侧链结构进行优化，设计合成了一系列新型含芘支链的醇溶性共轭聚合物，并将其应用于PSC倒置器件的阴极界面修饰层;二是在聚合物光电探测器(PDs)中引入醇溶性共轭聚合物作为界面修饰层，探究其提高光伏性能和光探测能力的效果及作用机理。 在第二章，以2，7-二溴-9，9-二（3’-N，N-二甲基胺基-丙基）芴(FN)，2，7-二（4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂硼烷-2-基）-9，9-二（3’-N，N-二甲基胺基-丙基）芴(FNB)、2，7-二溴-9-（10-（芘-1-基）癸烷基)-9H-咔唑(CzPy)为共聚单体，在Pd(PPh3)4催化下，经Suzuki缩聚反应合成了侧链芘基团含量不同的三种醇溶性共轭聚合物(ACPs)，分别命名为PFN-CzPy15、PFN-CzPy25、PFN-CzPy35。并用2-溴乙醇将聚合物进行离子化得到相应的季铵盐共轭聚电解质，分别命名为PFN-CzPy15+、PFN-CzPy25+、PFN-CzPy35+。从聚合物的吸收光谱和电化学数据可计算出聚合物的HOMO能级(EHOMO)在-5.66～-5.63eV范围内，LUMO能级（ELUMO）在-2.80～-2.74 eV范围内。并将合成的六种材料作为阴极修饰层(ETL)应用于器件结构为ITO/ETL/P3HT∶PC61BM/MoO3/Ag的PSC倒置器件，使用PFN-CzPy25+的器件性能最优，能量转换效率(PCE)达到3.22％，开路电压（Voc）为0.63 V，短路电流(Jsc）为7.91 mA/cm2，填充因子(FF)为64.5％，同等条件下，性能优于以ZnO为ETL的器件(PCE为2.50％，Jsc为7.40 mA/cm2，Voc为0.58 V，FF为59.95％)和PFN为ETL的器件(PCE为2.71％，Jsc为7.48 mA/cm2，Vo。为0.63 V，FF为57.83％)。 第三章，利用含芘支链的ACPs对石墨烯的助散作用，将石墨烯分散到PFN-CzPy5、PFN-CzPy15、PFN-CzPy25的甲醇溶液中，形成均质溶液，制备了ACPs与石墨烯的复合薄膜，研究了其对ITO表面形貌的影响，并将其作为阴极修饰层应用于P3HT/PC61BM为活性层的PSC倒置器件，其中PFN-CzPy15掺杂石墨烯的器件性能最优，PCE达到3.18％，Vo。为0.63 V，Jsc为8.28 mA/cm2，61.09％，较PFN-CzPy15的器件性能(PCE=2.41％)有显著提高。 第四章，对极窄带隙聚合物PDTTZ-TT进行了表征，发现聚合物在300-1300 nm范围内都有良好吸收，结合吸收和电化学数据，计算出EHOMO为-4.96 eV，ELUMO为-3.98 eV。并对以PDTTZ-TT/PCBM为活性层的有机光电探测器件进行了测试和优化，发现以醇溶性共轭聚合物PFN作为阴极修饰层使倒置器件(ITO/PFN/PDTTZ-TT∶PC71BM(1∶1.5)/MoO3/Ag)的暗电流明显降低，实现了最优的性能，PCE达到1.42％，Voc为0.44V，Jsc为5.31 A/cm2，FF为60.8％，零偏压下，在350 nm至1160nm范围内比探测率达到3.8×1012-7.3×1012 Jones。 第五章，采用支链型2-己基癸烷基(HD)优化了TZ基极窄带隙共轭聚合物的侧链，合成了两种极窄带隙共轭聚合物PHDTZ-T和PHDTZ-TT，两者有着良好的溶解性和较大的分子量，溶液加工性能有所改善，结合吸收光谱和电化学数据计算得PHDTZ-T和PHDTZ-TT的HOMO能级和LUMO能级分别为-5.01、-4.05 eV和-5.07、-4.09 eV。 第六章，利用有机叠氮化合物与富勒烯(C60)的加成反应，制备了富勒烯二溴单体CzFBr，并与FN、FNB单体通过Suzuki缩聚反应合成了支链含富勒烯的醇溶性聚合物PFN-CZF，聚合物溶液加工性能较差，未能在PSC器件中得以应用。