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本文设计合成了 12种新型的以苯并噻二唑(BT)为中心吸电子单元的有机小分子光伏给体材料,通过引入桥键,改变末端给电子单元及对中心吸电子单元的修饰等方法研究了有机小分子结构和光伏性能之间的关系。内容如下:(1)设计合成了两个分别采用苯基和苯乙炔基为桥键,5,6-辛氧基-苯并噻二唑(DOBT)为中心吸电子单元,三苯胺(TPA)为给电子单元的D-π-A-π-D型有机小分子。优化了分别以苯乙烯基和氰基苯乙烯基为桥键,基于TPA-DOBT骨架的D-π-A-π-D型小分子BDETBT和BDCTBT的光伏性能。系统地研究了桥键效应对这一系列基于TPA-DOBT骨架小分子的结构和光伏性能的影响。其中,苯乙炔基的引入有效降低了分子的HOMO能级,获得了 1.03 V的开路电压(Voc)。苯乙烯基的引入改善了分子的平面性,降低了分子的禁带宽度(Eg),提高了短路电流(Jsc);氰基苯乙烯基的引入不仅改善了分子的平面性,且大大降低了 HOMO能级,获得了高达1.08 V的Voc和4.84%的能量转换效率(PCE)。(2)基于氰基苯乙烯基的引入有效地降低了分子的HOMO能级,提高了其光伏性能的研究结果,设计合成了一系列以氰基苯乙烯基为桥键,基于TPA-BT为骨架的D-π-A-π-D型有机小分子,通过引入联二噻吩(TT)为桥键和在中心吸电子单元上引入氟原子(F)为吸电子性基团,调节分子的结构和光伏性能。其中,氟原子的引入极大地降低了 HOMO能级,相应器件获得了高达1.11 V的Voc;TT的引入有效降低了Eg,相应器件获得了较大的Jsc;TT和F原子的协同作用实现了低HOMO能级和窄Eg的均衡,相应器件获得高达4.86%的PCE和1.01 V的Voc。(3)基于TT和F原子的协同作用实现了低HOMO能级和窄Eg的均衡的研究结果,设计合成了四个以DOBT为中心吸电子单元,分别以咔唑(Cz)和TPA为给电子单元,三键和单键分别为桥键的D-π-A-π-D型有机小分子。通过改变末端给电子单元和吸电子性能的三键的引入实现对小分子光电性能的调控。其中,Cz和三键的协同作用,极大地降低了分子的HOMO能级,相应器件获得了高达1.06 V的Voc。TPA和三键相结合,实现了低HOMO能级和窄Eg的均衡,相应光伏器件获得了 3.26%的PCE。(4)基于以DOBT为中心吸电子单元的有机小分子具有良好溶解性,结构易于修饰和良好的光伏性能。设计合成了两个以DOBT为中心吸电子单元的A1-D-A2-D-A1结构的有机小分子,并通过改变末端吸电子单元进一步探讨有机分子结构和光伏性能之间的关系。两个小分子均具有较低的HOMO能级、较窄的Eg及较好的光伏性能。