近二十年,有机太阳能电池（OSCs）由于质轻、柔性以及可制备成薄而透明的器件等优点而备受关注。一直以来,富勒烯衍生物因具有较好的电子亲和性以及各向同性电子传输性质而在受体材料中占主导地位,但富勒烯受体存在明显的缺点,比如在可见-近红外区吸收较差、能级难以调控、价格昂贵以及制作的电池稳定性差,使其发展陷入瓶颈期。近年来,具有宽吸收、高摩尔吸收系数、容易调控能级的非富勒烯（NF）受体材料,引起了越来越多的关注。本论文通过精细调控ITIC的化学结构,对其侧链进行优化,合成一系列新型NF受体材料,研究化学结构上的一些微小改变对于材料吸光能力、聚集性能、能级以及光伏性能的影响。基于ITIC衍生物的研究大多集中在芳香核心、侧链苯基以及端基的改进,对于侧链苯基上烷基链的改进研究较少。第二章中,将氧原子引入侧链,并且改变了烷氧基的取代位置,合成并表征了具有对-辛氧基-苯基取代基的ITOR-IC和间-辛氧基-苯基取代基的m-ITOR-IC。与对照物ITIC相比,在苯基侧链引入氧原子后,有机小分子吸收光谱略微蓝移,LUMO能级升高,固态薄膜中聚集能力增强。以ITOR-IC为受体材料,中带隙共轭聚合物J61作为给体材料的OSCs,最佳能量转换效率（PCE）为4.24%,开路电压(V_OC)为0.90 V,短路电流密度(J_SC)为12.26 mA/cm²,填充因子（FF）为38.40%;基于J61:m-ITOR-IC最佳器件的PCE为4.18%,V_OC为0.89 V,J_SC为11.96 mA/cm²,FF为39.30%。基于J61:ITIC的最佳器件,PCE高达7.60%,V_OC为0.89 V,J_SC为15.66mA/cm²,FF为54.38%。与基于J61:ITIC的最佳器件相比,新合成材料对应器件的V_OC虽然稍有升高,但是J_SC和FF都明显降低,导致PCE明显降低。氟的引入能够调节能级及带隙,有利于光的采集和提高短路电流密度。然而氟原子对ITIC型有机小分子光伏性能影响的研究几乎都是在共轭主链中引入氟原子。第三章中,采用侧链工程在有机小分子ITOR-IC和m-ITOR-IC的苯基侧链上引入氟原子并且改变了氟原子的数目,合成ITOR4F-IC、m-ITOR4F-IC和m-ITOR8F-IC。与非氟化的对应物相比,氟化后的分子吸收光谱蓝移,蓝移值随氟原子数目增加而增加,能级稍有下降,分子堆积性能和结晶性能都有所改善,氟化后分子的光伏性能与其非氟化对应物相比均有所提高。基于J61:m-ITOR4F-IC的器件光伏性能最佳,PCE为4.79%,V_OC为0.90V,J_SC为11.45 mA/cm²,FF为46.97%。随着氟原子数目的增加,可能由于吸收光谱范围变窄,导致其光伏性能有所降低。由于宽吸收光谱的受体材料快速发展,设计合成与其吸收互补的新型共轭聚合物也引起了关注。第四章中,选取苯并[1,2-b:4,5-b]二噻吩（BDT）和噻吩并[3,2-b]噻吩（TT）为构建单元,通过改变BDT和TT的连接位置,合成两个宽带隙聚合物PBDT-TT25和PBDT-TT36。当连接位置从3,6-位变为2,5-位后,吸收加宽,更强,聚合物主链上的扭曲角显着减小,聚合物主链更加线性和平面,SCLC空穴迁移率更高,导致J_SC增加了1.73倍,FF增加了22%,PCE增加了1.87倍。