有机太阳能电池因具有柔性、质量轻、成本低等优点而成为学术界和工业界研究的热点。基于聚合物和富勒烯衍生物为给受体材料的本体异质结光伏器件获得了快速的发展,其单层电池和叠层电池的光电转换效率都分别超过了10%和11%。目前给受体共轭聚合物已经成为有机太阳能电池的主要的给体材料。因此设计合成与富勒烯衍生物(PC71MB和PC61MB)受体材料能级相匹配的给体光伏材料是发展有机太阳能电池的一个重要环节。本论文的第一部分工作主要是设计并合成了基于5,6-二氟苯[1,2,5]并噻二唑基团的两个聚合物P1和P2。P1和P2是分别以噻吩和硒吩为给体单元的D-A共轭聚合物,并以这两个聚合物作为给体材料我们制备了有机太阳能电池。在未加入添加剂的条件下,基于P1和PC71BM共混体系的光电转换效率达到了5.48%。尽管P2和P1具有相似的前线轨道能级,但是P2和PC71BM共混的光伏性能较差。加入添加剂DIO后,这两个聚合物的光伏体系的效率都在6.6%左右。通过原子力显微镜(AFM)和空间电荷限制电流(SCLC)表征,我们发现添加剂DIO在P2体系中发挥着着重要的作用,促使活性层具有更优异的形貌和更高的空穴及电子迁移率。第二部分工作主要是设计并合成了三个具有相同骨架但侧链不同的基于3-氟噻吩[3,4-b]噻吩-2-甲酸酯基团的聚合物。聚合物P3、P4和P5的受体单元的侧链碳原子数目相同、氟原子数目逐渐减小。我们将这三个聚合物作为给体材料制备了有机太阳能电池。通过表征测试可知基于P3和P4的光伏器件的效率都比较低,而以P5为给体材料制备的有机太阳能电池的短路电流为11.98 m A/cm2,开路电压为0.85 V,填充因子为59.4%,促使其光电转换效率达到了6.05%。AFM测量揭示了P5体系具有纳米尺寸的相分离及连续的网络结构,展现了优异的成膜质量和器件性能。