在学术界和工业界的努力下，从太阳光中获取电能的光伏技术已经被实现，并被视为下一代最清洁和可再生的能源之一。当前市场上的太阳能电池活性材料主以晶硅和无机半导体材料为主，有机材料相对较少，但有机材料因其独特的优点被研究者们广泛关注。本文围绕有机光伏材料结构与性能之间的关系，针对目前给体材料存在的不足进行改善，设计并合成了一系列新型氟硼二吡咯和苯并噻二唑类共轭聚合物和小分子给体材料，同时针对分子结构和器件性能之间的关系展开了探索性研究。主要的研究内容如下：
　　(1)以氟硼二吡咯作为受体单元，苯并二噻吩和二硫代硅醇作为给体单元合成四种新型D-A共轭给体聚合物BDH1-4。通过对聚合物材料的光物理和化学性质的研究发现，相对于在聚合物侧链引入共轭单元，在聚合物的主链中引入共轭单元可以更有效地提高吸光性能，从而提高电池的效率。四个聚合物中，BDH3相对于其它三种聚合物具有更好的平面性，但由于其作为活性层材料，旋涂成膜的聚集程度太高，没有很好的相分离导致其效率特别低。因此，形貌的好坏对器件的效率也起着至关重要的作用。其中主链引入噻吩单元和具有相对好的形貌的BDH4具有更高的转化效率为3.69％。
　　(2)以苯并二噻吩作为给体单元，噻吩为桥，不同氟原子取代的苯并噻二唑作为受体单元构建了新型的A-D-A小分子给体材料。通过对小分子材料的光物理和化学性质的研究发现，在苯并噻二唑受体单元引入氟原子后吸收范围略微的减小，但氟原子强的电负性增加了分子的推拉作用，从而增强了分子内的电荷转移。与此同时，氟原子的引入也降低了给体材料的HOMO能级，使得器件具有一个更高的开路电压。但引入不同个数的F原子对材料的混合形貌有不同的影响。其中，SBDT2具有更平整的表面和适当的相分离，这使得它具有一个更高的短路电流，效率也达到5.06％。
　　(3)以氯代苯并二噻吩作为给体单元，苯并噻二唑作为受体单元，使用不同数量的噻吩作为π间隔构建了三种新型D-A共轭给体聚合物。通过对聚合物材料的光物理和化学性质的研究发现，所有氯化聚合物均显示低的HOMO能级。随着噻吩的引入，分子的HOMO能级先增大后变小，其开路电压也有同样的趋势。与此同时，噻吩的引入大大增加了材料的溶解性，使其更好地旋涂成膜，并且具有更高的Jsc。基于PBDBT-1:PC71BM的器件在经过添加剂和热退火同时处理后得到了5.73％的光电转换效率。