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有机半导体材料以其独特的光、电、磁特性,在新型有机场效应晶体管(OFET)、有机发光二极管(OLED)和有机光伏(OPV)等领域中展现出广阔的应用前景。因此,开发新型的有机半导体材料已成为当前研究的热点。本论文以吡啶噻二唑和异靛为受体单元,采用“等规双受体策略”和“拓展π共轭骨架”的分子设计策略,开发了两类新型的给体-受体(D-A)型有机半导体材料,并研究了材料结构与性能之间的关系,具体开展了如下研究工作:1)吡啶噻二唑(PT)由于有高度的缺电子特征和良好的共平面性,已经被广泛地用于开发高迁移率的p-型聚合物半导体材料。然而,PT-基双极性聚合物半导体鲜见报道。因此,我们将两个PT受体直接相连,设计并合成了一类结构等规的双吡啶噻二唑受体(BPT),并用于开发了第一个PT-基双极性聚合物半导体材料(PBPTV)。同时,我们系统地研究了该材料的热稳定性、溶解性、光物理性质、能级结构以及聚集态结构。结果表明:相比PT单元(LUMO =-3.13eV),BPT单元展现出更低的LUMO能级(-3.42 eV)和更强的电子亲和力。因此,BPT单元显著提高了 PBPTV的电子亲和力,其HOMO/LUMO能级分别达-5.61和-3.66 eV。薄膜表面形貌和结晶性分析证实:PBPTV薄膜展现出均一的表面形貌和紧密的层状有序堆积,退火处理明显改善了薄膜的连续性和结晶性。由于顶栅PMMA介电层良好的封装效果,基于PBPTV退火薄膜构造的顶栅底接触型OFET件展现出空气稳定的双极性载流子传输性能。在20%～40%的空气湿度下,器件的最高空穴和电子迁移率分别达6.87和8.49 cm2V-1s-1。2)异靛(IDG)是一类综合性能优异的有机/聚合物半导体材料构建单元,它具有缺电子能力强、骨架共轭良好以及结构易于修饰等优点,近年来备受关注。本章节以IDG为母核,运用“FeC13氧化关环反应”,合成了一类共轭骨架更大的D-A-D型四噻吩并异靛基半导体材料(TT-IDG,包括结构对称和不对称的两大类TT-IDG衍生物),并探讨了 IDG衍生物上的烷基取代基团对FeC13分子内氧化关环反应的影响。关环反应研究表明:当取代基团为正辛基、正十二烷基和溴取代时,IDG衍生物的分子内关环反应能够成功实现,其产率高达72%以上;当取代基团变为更加富电的正十二烷巯基时,IDG衍生物发生分子间的偶联聚合。此外,我们还研究了 TT-IDG衍生物的热稳定性、光物理性质和电化学性能,结果表明:TT-IDG衍生物都具有良好的热稳定性(Tg>375 ℃)、宽的吸收光谱范围(300-700 nm)和空气稳定的HOMO能级值。