本论文设计合成了一系列新型的酰亚胺类n型有机半导体材料,通过分子结构的修饰对它们的带隙进行了有效的调控;通过以烷基链相连的方式构筑了一系列二聚体分子,研究了该类化合物微米线生长和晶体堆积中的烷基链效应;此外,还发展了多种酰亚胺类n型有机半导体分子作为受体材料应用于有机太阳能电池器件的制备,通过结构的筛选和器件性能的表征,获得了较高的能量转化效率。　　第一部分工作设计合成了一类以荧蒽并酰亚胺为骨架的化合物体系。我们设计的荧蒽并酰亚胺骨架具有极强的可修饰性,我们对其进行了多位点的衍生化,引入不同个数和种类的吸电子基团,得到了LUMO能级从-3.16到-3.80 eV连续变化的八个有机半导体分子。研究表明,酰亚胺基团的引入,使荧葸由P型半导体性转变为n型半导体性。因此,我们通过多位点的结构修饰实现了对n型半导体材料LUMO能级的有效调控。　　第二部分工作利用不同长度的烷基链将两个π-共轭的荧葸并酰亚胺片段键连起来合成了一系列的二聚体分子。在扫描电子显微镜下观察到该类化合物的微/纳米结构存在着明显的烷基碳链奇偶效应,奇数碳链键连的二聚体能够形成很好的微米线结构,而偶数碳链键连的二聚体所形成的形貌较为无序。由微米线获得的选区电子衍射阵列表明这些微米线结构是单晶态的。我们利用混合溶剂缓慢挥发的方法,获得了该系列化合物的所有单晶结构。晶体结构的解析发现,由于甲氧基苯基的存在,该类二聚体分子间的π-π作用力较弱,烷基链能够以zig-zag的最优构象存在,从而产生了微米线生长及晶体堆积的烷基碳链奇偶效应。我们的研究结果表明,在分子结构的设计过程中,尤其是在弱π-π作用的体系中,需要充分考虑烷基链对分子间相互作用的重要影响。此外,烷基碳链奇偶效应的存在也为有机微米线的制备提供了新的研究思路。　　第三部分工作是前两部分工作的升华。我们将第一部分工作中合成的n型有机半导体分子作为受体材料进行了太阳能电池器件的性能表征,并获得了最高能量转化效率为1.86％的器件结果。在此基础上,我们设计合成了三类不同骨架的11个酰亚胺类n型有机半导体分子。通过化合物轨道能级的调控、结晶性的调整和器件测试条件的优化,我们筛选得到了最优的受体材料。在倒装的太阳能电池器件结构中,我们获得了能量转化效率为2.37％,电流密度为5.21 mA/cm2,开路电压为0.96 V,填充因子为0.47的最佳器件结果。迄今为止,这是酰亚胺类分子作为受体材料用于太阳能电池器件获得的最高纪录。　　综上所述,我们以新型酰亚胺类分子的构筑为目标,设计合成了多种性能优异的n型有机半导体分子。通过分子结构的修饰,我们实现了对它们的性质的有效调控,探讨了这类化合物的结构与性质之间的相互关系,并将它们成功地应用于有机电子学器件中。