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目前，全球面临的主要能源问题是化石燃料即将耗尽和能源危机,因此，21世纪全球的主要挑战是开发清洁、可持续利用能源和大力发展节能技术。有机太阳能电池（OSCs）因为能够有效利用清洁和可再生能源太阳能，所以很有希望替代化石燃料。有机发光二极管（OLED），由于其在节能上的应用，也吸引了人们的极大关注。本论文的出发点是：设计合成新型的有机太阳能供体材料和有机电致发光材料，系统研究材料分子结构与器件性能关系。研究内容主要包括：1.设计合成一种侧链挂接吡咯并吡咯二酮受体的侧链供体-受体（D-A）聚合物光伏材料（PBDT-TDPP-S）。聚合物PBDT-TDPP-S具有良好溶解性和较低的HOMO能级（5.34eV），同时，聚合物PBDT-TDPP-S具有较高和平衡的载流子迁移率。通过构建结构为ITO/PEDOT:PSS/PBDT-TDPP-S:PC71BM/LiF/Al的光伏器件，器件最大能量效率达到4.89%，其中，开路电压为0.84V,短路电流为10.04mA cm-2,更重要的是，器件填充因子达56%，是目前文献报道的侧链D-A型聚合物光伏材料最高值。2.设计合成一种侧链主链同时连接吡咯并吡咯二酮受体的三元共聚物光伏材料（PTh-BDT-2DTDPP）。聚合物PTh-BDT-2DTDPP具有宽光谱响应（300-850nm），通过构建结构为ITO/PEDOT:PSS/PTh-BDT-2DTDPP:PC61BM/LiF/Al的光伏器件，器件最大能量效率达到4.36%，其中，开路电压为0.78V,短路电流为10.47mAcm-2,填充因子达53%。3.设计合成两种侧链挂接三苯胺或噻吩功能基的苯并二噻吩-苯并吡嗪共聚物光伏材料。侧链挂接三苯胺功能基聚合物（P2）展现出更好光伏性能。通过构建结构为ITO/PEDOT:PSS/Polymer:PC71BM/LiF/Al的光伏器件，基于P2:PC71BM光伏器件的最大能量效率达到3.43%，其中开路电压为0.80V,短路电流为9.20mAcm-2，器件的能量效率为噻吩功能基修饰聚合物（P1）的2.29倍。4.设计合成一系列侧链挂接空穴传输咔唑功能基、电子传输噁二唑功能基和端基挂接苯基异喹啉铱红光配合物的聚芴类电致磷光材料。系统研究空穴传输功能基和电子传输功能基对材料的影响。聚合物PFCz3OXD7Ir（咔唑:噁二唑=3:7（M/M））具有最好电致发光性能，通过构建结构为ITO/PEDOT/PFCz3OXD7Ir/LiF/Al的发光器件，其器件最大电流效率达到0.59cd/A，启动电压为6.0V,最大亮度为917cd/m2。5.为了研究红色磷光配合物引入方式、电子供体咔唑功能基和电子受体噁二唑功能基对材料性能的影响，我们设计合成三种聚芴类电致磷光材料。通过构建结构为ITO/PEDOT/polymers/LiF/Al的发光器件，聚合物P1（红色磷光配合物挂接于芴的9位碳原子，侧链挂接空穴传输咔唑功能基和电子传输噁二唑功能基）具有最好性能，其器件最大电流效率达到0.72cd/A，最大亮度为1398cd/m2，其电流效率和亮度为聚合物P2（磷光配合物挂接于聚合物端基，侧链挂接电子供体咔唑功能基和电子受体噁二唑功能基）性能的1.3和1.5倍。