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近年来,能源短缺和环境污染日益严重,开发新型能源迫在眉睫。有机太阳能电池（OSCs）以其清洁、低成本、原材料易得、柔性可大面积制备等优势,已经成为世界各国新能源开发与利用的重要方向。本论文主要介绍了富勒烯型和非富勒烯型有机太阳能电池的研究进展,光活性层添加剂材料及其在有机太阳能电池中的应用。针对目前有机太阳能电池能量转换效率和稳定性尚未达到实用化水平等关键科学问题,设计合成了基于噻吩二乙烯基及其衍生物的有机小分子光活性固体添加剂,并表征了它们的分子结构,系统研究了材料的光物理性能、电化学性能和电荷传输性能等,探究了固体添加剂的H键作用和π-π堆积作用对有机太阳能电池器件光伏性能的影响。主要研究工作如下:（1）设计合成了一类基于罗丹宁为供氢-受体（AH）单元,噻吩二乙烯基及其衍生物为给体（D）单元,具有AH-D-AH构架和双N-H键的小分子光活性固体添加剂2H-TR,2 H-TC6R,2H-TCi8R和2H-TOC8R,系统研究了双N-H键固体添加剂的分子结构等对活性层形貌的影响。以聚[4,8-双（5-（2-乙基己基）噻吩基）苯并[1,2-b;4,5-b’]二噻吩基-（4-（2-乙基己基-3-氟噻吩并[3,4-b]噻吩-）-2-羧酸酯基）]（PTB7-Th）为给体材料,富勒烯(PC60BM)为受体材料制备了聚合物太阳能电池（PSCs）,研究了双N-H键固体添加剂对PSCs器件光伏性能的影响。研究发现,添加1.0 wt%双N-H键固体添加剂的PSCs的外量子效率明显提高,且添加剂的结构不同,改善PSCs器件光伏性能的效果不同。其中,添加1.0 wt%2H-TOC8R的PSCs器件的光伏性能最好,其最大能量转化效率（PCE）为7.18%,开路电压(Voc)为0.80V,短路电流(Jsc)为12.94 m A cm-2,填充因子（FF）为69.55%,器件的PCE与未添加固体添加剂的PSCs器件相比提升了19.9%。（2）设计合成了一类基于罗丹宁为供氢-受体（AH）单元,噻吩二乙烯基为给体（D）单元,具有A-D-AH构架和单N-H键的小分子光活性固体添加剂H-TRC6和H-TRC8及具有A-D-A构架和无N-H键的对比材料2C-TRC6和2C-TRC8。研究了固体添加剂自身结构对活性层形貌的影响。以聚（[2,6’-4,8-双-（（2-乙基己基）-噻吩-5-基）苯并[1,2-b;3,3-b]二噻吩]-[1,3-双-（噻吩-5基）-5,7-双-（2-乙基己基）苯并[1,2-c:4,5-c’]二噻吩-4,8-二酮]）（PBDB-T）为给体材料,PC60BM为受体材料制备了PSCs。研究结果表明,基于PBDB-T/PC60BM/H-TRC8的共混器件获得了较好光伏性能,其PCE为8.06%,Voc为0.87 V,Jsc为12.78 m A cm-2,FF为72.23%,与未添加固体添加剂的PSCs器件相比,其PCE值提升了20.6%。（3）设计合成了一类基于5-甲氧基-1,3-茚满二酮为受体单元,噻吩二乙烯基衍生物为给体单元的A-D-A构架的小分子光活性固体添加剂2C-TD,2C-TO和2 C-TO8。系统研究了这类添加剂的分子结构及其对活性层形貌和光伏性能的影响。以PBDB-T为给体材料,以3,9-双（2-亚甲基-（3-（1,1-二氰基亚甲基）-茚满酮））-5,5,11,11-四（4-己基苯基）-二硫代[2,3-d:2’,3’-d’]-s-靛蓝[1,2-b:5,6-b’]二噻吩（ITIC）为受体材料制备了非富勒烯型PSCs。研究结果显示,与未添加固体添加剂的PSCs器件相比,添加固体添加剂2C-TO的PSCs器件的FF提高了6.9%。