在过去的几十年里有机半导体材料取得许多突破性的进展,在有机光伏太阳能电池（OSCs）、钙钛矿太阳能电池（PVSCs）、有机场效应晶体管（OFETs）、有机发光二极管（OLEDs）、生物成像等领域得到广泛地应用。通常在应用的过程中,有机半导体材料以聚集态存在,材料的性质不仅受化合物本征性质极大的影响,还与化合物聚集态的分子堆积方式有关。聚集诱导发光（AIE）材料能够有效地解决由分子聚集带来性能降低的问题。四苯乙烯作为AIE领域中的明星分子,其结构简单、便于修饰、易于合成并具有显著的AIE效应,将TPE单元同其它领域相结合,是解决由分子聚集造成的性能降低问题的一种有效方式。同时TPE单元具有特殊的堆积方式,为研究分子结构、固态堆积方式和材料性能间的构型关系具有重要的意义。三苯胺（TPA）也是有机光电材料中常用的构筑单元,同TPE单元相似也具有扭曲的空间构型,被广泛的应用于有机光电材料领域来解决由分子聚集带来性能降低的问题,为研究分子结构、固态堆积方式和材料性能间的构型关系具有重要的意义。本论文的主要工作由以下两部分组成,第一部分设计并合成了含TPE单元的醇溶性界面修饰材料,并将其修饰于平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池的阴极界面和无铅钙钛矿太阳能电池的晶界中,深入地研究了TPE衍生物对器件性能的影响;第二部分是设计并合成了一系列具有扭曲空间构型的TPE衍生物和三苯胺（TPA）衍生物,深入地探索了分子结构、固态堆积和ML性质间的构型关系。第一章,对TPE单元AIE性质产生的机理研究以及TPE衍生物在有机光电材料领域的应用进行了综述。重点阐述了将TPE单元引入有机光电材料各个领域的设计思路及应用。最后,从固态分子聚集的角度提出本论文的设计思路和主要研究内容。第二章,设计并合成了一个以TPE单元为共轭骨架、具有季铵盐侧链的醇溶性共轭聚合物PTN-Br,并应用于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的阴极界面和无铅钙钛矿太阳能电池的晶界修饰中。研究了聚合物PTN-Br对器件性能的影响,由于TPE单元在固态特殊的分子堆积,聚合物PTN-Br在固态有强的荧光发射,同时其由于适宜的紫外吸收,聚合物PTN-Br能够有效地提高PVSCs和无铅PVSCs的紫外稳定性。第三章,设计并合成了两个含不同极性侧链的TPE衍生物TPE-NE和TPE-NO,并将其应用于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的阴极界面,研究不同极性侧链对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响。在以钙钛矿为活性层、PCBM为电子传输层、以银电极为阴极的倒置钙钛矿太阳能电池中分别取得了16.64%和17.33%的光电转换效率。第四章,设计并合成了含不同甲氧基数量的TPE衍生物TPE-oMe、TPE-2oMe、TPE-2oMe-EZ和TPE-3oMe。四种TPE衍生物表现出截然不同的力致发光性质,其中TPE-2oMe和TPE-2oMe-EZ在机械力的刺激下,能够发射强的荧光,而在相同条件下TPE-oMe仅能发射弱的荧光,TPE-3oMe不具有力致发光性质。通过对TPE-2oMe和TPE-3oMe的单晶结构进行分析,实验结果表明晶体中分子间非中心对称的排列方式和强的分子间作用力是力致发光性质产生的主要原因。第五章,TPA单元具有扭曲的空间构型,能够有效地抑制固态分子间π-π作用导致荧光强度降低的问题,因此同TPE单元相似,将TPA单元应用于力致发光领域,同样能够克服有机材料弱的固态荧光对力致发光性能的不利影响。将卤素引入TPA-CHO中,设计并合成了含不同卤素的TPA衍生物TPA-CHO-2F、TPA-CHO-2Cl和TPA-CHO-2Br,同不具有力致发光性质的TPA-CHO相比,引入卤原子后TPA-CHO-2F、TPA-CHO-2Cl和TPA-CHO-2Br均具有强的力致发光性质。理论计算结果表明,引入卤素后化合物TPA-CHO的电子结构发生改变,使三种含卤素TPA衍生物具有紧密的分子堆积,是三种含卤素TPA衍生物具有ML性质的主要原因。第六章,将氟原子引入TPE-2oMe-EZ和TPE-2oMe中,能够得到三种不同的TPE衍生物BFBM-TPE、E-BFBM-TPE和Z-BFBM-TPE,尽管三种异构体具有类似的化学结构,但是其电子结构具有很大的不同,导致其分子内偶极矩和固态的分子堆积发生了很大的变化,具有更大偶极矩和分子间作用力的Z-BFBM-TPE和BFBM-TPE具有力致发光性质,同时其力致发光的强度同固态分子的发光强度有关,具有强的固态荧光的Z-BFBM-TPE具有更显著的力致发光现象。