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设计与合成了非富勒烯D-A双轴聚合物PFT-PDI，聚合物链包括三个部分:主链聚芴-噻吩(PFT)，侧链苝二酰亚胺和通过氧原子连接在苝二酰亚胺的“bay”位的烷氧基链。用核磁共振谱(NMR)、元素分析、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见光吸收、荧光发射、热重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和循环伏安法(CV)表征了聚合物的结构和性能。PFT-PDI的数均分子量（Mn）为14KDa，多分散指数(PDI)为1.24。PFT-PDI吸收光谱同时具有PFT和alkoxy-PDI的特征吸收。从荧光光谱图观察到PFT-PDI相对于PFT/alkoxy-PDI有很强的荧光淬灭，因PFT-PDI中的PFT和PDI单元之间通过共价键紧密连接，当聚合物PFT-PDI光激发后，电子从主链PFT给体转移到支链PDI受体单元，使聚合物荧光发生淬灭。PFT-PDI的最低未占有轨道(LUMO)与最高占有轨道能级(HOMO)分别为-5.64 eV和-3.78 eV，禁带宽度(Eg)为1.86 eV。PFT-PDI的分解温度(Td)为390℃和熔点(Tm)为180℃。 用已合成的PFT-PDI掺杂到P3HT:PCBM异质结聚合物太阳能电池中，其器件结构为ITO/MoO3/P3HT:PCBM:PFT-PDI/LiF/Al，研究不同掺杂比例对太阳能电池性能的影响，得出:在P3HT:PCBM(1∶1，w∶w)体系掺杂3wt％的PFT-PDI时，器件的光伏性能最好，在AM1.5、100 mW/cm2下，短路电流为（Jsc）为12.4mA/cm2，开路电压(Voc)为0.60 V，填充因子(FF)为60％，能量转换效率(PCE)为4.50％，与标准器件的PCE为3.53％相比，提高了27.5％。分析光伏器件性能各个参数，得出:掺杂PFT-PDI使器件的短路电流得到了提高，从而提高了PCE。不仅如此，还研究了掺杂PFT-PDI对P3HT:PCBM(1/1，w/w)体系光伏器件稳定性的影响。实验结果表明:当PFT-PDI的掺杂比例为3wt％时，14天后，PCE为由4.50％降到了3.35％，损失25.6％，而标准器件的PCE由3.53％降到1.96％，损失了44.5％。分析各性能参数，得出:当在P3HT:PCBM体系中掺杂PFT-PDI，增强有机太阳能器件的短路电流，提高了能量转换效率，同时增加了器件的稳定性。 用紫外-可见光吸收、荧光发射、X-粉末衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了掺杂PFT-PDI对P3HT:PCBM膜性能的影响，实验结果表明:在P3HT:PCBM中掺杂PFT-PDI可以提高膜的吸光强度，有利于激子产生;PFT-PDI能级介于P3HT和PCBM能级之间，促进了载流子的有效传输;PFT-PDI可以作为结晶成核剂，提高了P3HT的结晶性，有利于空穴向电极传输;PFT-PDI相当于一种表面活性剂，同时具有对给体P3HT和受体PCBM的两亲性，能够改善P3HT和PCBM互穿网络纳米结构、膜的形貌及相的尺寸大小。