有机太阳电池近年来得到了广泛关注,与已经实现产业化的无机硅太阳能电池类似,有机太阳能电池也是一种高效、环保的新型光电转化器件。不同的是,有机太阳能电池的应用前景更为广泛,这主要得益于其具备柔性、质量轻、成本低等优点,让其能够比无机硅太阳能电池更便于实现柔性器件的制备,使有机太阳电池制备成的光伏器件能更好地应用到人类的日常生活中。经过十多年来的发展,光伏器件效率作为最关键的器件参数,单节双组份有机太阳能电池已经突破了16%。其中,设计合成新的活性层给/受体材料是提高光伏器件转换率的核心途径。目前,给体聚合物材料主要是以给体单元和受体单元通过交替共聚的方法来制备。给体聚合物材料具有吸收系数高、吸收范围可调、相分离尺寸较为理想、能级可控等优势。随着近年来随着活性层材料的不断发展,器件性能已经得到了很大程度得提高,但是很多给体材料依然存在结晶性太强、溶解性不够理想、聚合活性不高、器件加工困难等问题。侧链工程具备改善活性层材料的溶解度,优化分子形貌等优点,成为了目前优化给体分子材料的重要策略之一。本文首先将氰基饶丹宁（DRCN）染料基团作为受体单元引入到聚合物侧链,构筑以主链为给体（D）单元,侧链为受体（A）单元的D-s-A共聚物PDRCNBDT。本文首次通过这种侧链优化,不仅增强了材料的光吸收系数,并且还能有效调控分子的能级,最终实现了与非富勒烯受体匹配,器件效率达5.3%,能量损失仅0.57 eV,这也是当时报道的这类材料的最高性能。另外,侧链工程不仅能有效调控分子能级,还能有效调控分子取向。为此本文设计合成了基于苯并三氮唑（FTAZ）为受体单元的三种侧链长度不同的聚合物给体材料L24,L68和L810。通过对比发现,通过合适侧链调控,不仅提高了苯并三氮唑类材料的吸收系数,还能有效改变分子取向,使其更趋向于分子平面朝上（Face-on）的电荷传输方向,同时优化了活性层中相分离尺寸,活性层形貌得到显著改善,最终实现了短路电流(J_sc),填充因子（FF）,甚至包括开路电压(V_oc)三个器件参数的全面显著提高。其中,聚合物L810实现了12.1%的光伏器件效率,伴随的外量子效率（EQE）的吸收光谱从500nm到800nm一直维持高达80%,这也是目前基于苯并三氮唑单元聚合物给体材料的最高效率之一。