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人类社会的快速发展依赖于能源的开发与利用,而传统的化石能源面临着即将枯竭的境地,其燃烧过程所产生的环境污染问题也日益凸显。为此,人类迫切需要寻找到可再生清洁能源作为替代,以维持未来社会的持续发展。若能对太阳能进行有效的开发及利用,这一问题即可迎刃而解。太阳能电池可将太阳能直接转化为电能,这也是人类目前对太阳能进行利用的重要方式之一。有机太阳能电池由于成本低,质量轻、可卷曲,可大面积溶液加工等一系列优势而具有优良的发展前景。在本体异质结太阳能电池中,光活性层由电子给体材料和受体材料两部分构成。对于富勒烯类衍生物受体材料,其分离纯化困难、制备成本高,在可见光区吸收弱、对光能的利用率低,而且不易于通过化学方法进行修饰来调控能级。因此,研究并发展非富勒烯受体材料对提高有机太阳能电池的能量转化效率乃至未来的工业化都具有重要的意义。本论文设计并制备了四种基于苝酰亚胺的聚合物受体材料,表征了其光学及电化学等性能;并制备了相应的全聚合物太阳能电池,研究了其光伏性能。具体工作如下:在第一个体系中,设计并合成了两种基于普通苝酰亚胺或稠环苝酰亚胺与4,7-双(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑的A-A(acceptor-acceptor)型聚合物受体材料PPDI-DTBT和PFPDI-DTBT;对其光学性能及电化学性能进行了表征。以PTB7-Th为给体材料,分别制备了基于PPDI-DTBT和PFPDI-DTBT的全聚合物太阳能电池,研究了给受体比例、溶剂添加剂、退火温度对器件性能的影响。由于PFPDI-DTBT与PTB7-Th的能级更加匹配,以及相应器件中的空穴/电子传输性能更加平衡,PFPDI-DTBT表现出更加优异的光伏性能。研究结果表明,直接对苝酰亚胺进行稠环化对于提高苝酰亚胺类聚合物受体材料在全聚合物太阳能电池中的光伏性能是一个有效的策略。基于PFPDI-DTBT的器件效率高达6.23%,这一效率为目前已报导的基于苝酰亚胺的A-A型聚合物受体中的最高效率。在第二个体系中,设计并合成了两种基于稠环苝酰亚胺与联噻吩或双氟代联噻吩的D-A(donor-acceptor)型聚合物受体材料PFPDI-2T和PFPDI-2FT,对其光学性能及电化学性能进行了表征。以PTB7-Th为给体材料,分别制备了基于PFPDI-2T和PFPDI-2FT的全聚合物太阳能电池,研究了给受体比例、溶剂添加剂、退火温度对器件性能的影响。基于PFPDI-2T和PFPDI-2FT器件的最高光电转化效率分别为5.35%和6.39%。PFPDI-2T器件由于具有更高的空穴和电子迁移率,器件的开路电压和短路电流较高,因此取得了更高的光电转化效率。两种材料的光电转化效率都远远高出文献所报导的基于普通苝酰亚胺和联噻吩的聚合物;这进一步表明,直接对苝酰亚胺进行稠环化对于提高苝酰亚胺类聚合物受体材料在全聚合物太阳能电池中的光伏性能是一个有效的策略。