自从步入新世纪,全球的经济高速发展并且人民的生活水平日益提高,为了满足以上需求,人类仅开发煤、石油等化石能源,这不仅造成了能源枯竭问题,而且也导致了严峻的环境污染问题。因此,寻找可替代的清洁能源迫在眉睫,而有机太阳能电池因其原料易得、成本低廉、质轻、易加工、光伏性质可调控等优点受到了科学家的广泛关注。在体异质结有机光伏电池中,活性层材料是人们研究的热点,其中活性层材料分为两个部分:受体材料和给体材料。两种材料的共同发展,极大促进了有机光伏电池性能的提高。本论文从给受体两种材料分别入手,设计合成了一种联苯核心的吡咯并吡咯二酮小分子受体材料以及两种氯原子取代位置不同的苯并双噻吩-苯并三唑的聚合物给体材料,分别表征了其光学和电化学等性质;并制备了相应的有机光伏电池,从给受体材料这两方面分别探讨了结构与光伏性能之间的关系。具体开展工作如下:在第一个体系中,设计并合成了一种以联苯为核心的吡咯并吡咯二酮小分子受体BP（DPPB）₄,同时合成了以螺二芴为核心的吡咯并吡咯二酮小分子受体SF（DPPB）₄作为对比物,对其热学、光学和电化学性质进行了表征。以P3HT为给体材料,分别制备了基于BP（DPPB）₄和SF（DPPB）₄的有机光伏电池,并研究了退火温度对基于BP（DPPB）₄光伏电池的影响,以及探究了具有不同大小尺寸核心的两种结构与对应电池性能之间的关系。研究结果表明,当退火温度达到化合物BP（DPPB）₄的玻璃化转变温度,即120℃时,基于BP（DPPB）₄电池获得了最高1.43%的光电转化效率。而对比基于BP（DPPB）₄和SF（DPPB）₄的有机光伏电池,可以发现具有更大尺寸碳氢芳环核心的SF（DPPB）₄相应有更优的光伏性能。这一结果指明了引入一个尺寸更大的三维碳氢芳环核心是提高基于吡咯并吡咯二酮小分子受体有机电池光伏性能的有效手段。在第二个体系中,设计并合成了两种氯原子取代位置不同的苯并双噻吩-苯并三唑的聚合物给体材料3’-J52-2Cl和4’-J52-2Cl,对两种材料的热学、光学和电化学等性质进行了表征,结果表明在π桥噻吩的3号位取代得到的3’-J52-2Cl有更扭转的构型,分子具有更大的位阻效应,导致紫外-可见吸收光谱发生大幅度的蓝移,并且最高占据分子轨道（HOMO）能级大程度的降低。以ITIC为受体材料,分别制备了基于3’-J52-2Cl和4’-J52-2Cl的有机光伏电池,探究了具有不同氯原子取代位置的分子结构与光伏性能之间的关系。聚合物4’-J52-2Cl的分子结构由于有更小的位阻效应,制得的有机光伏电池获得了显著提高的光电转化效率,达到6.67%,而基于3’-J52-2Cl电池仅获得0.03%的光电转化效率。这一工作表明在π桥噻吩上的4号位取代氯原子,更利于促使整个分子有更小的位阻效应,导致有机电池光伏性能的提高。这一结论对未来研究有机光伏电池的活性层材料进行氯原子不同位置的改性具有一定的指导意义。