聚合物太阳能电池因结构简单、质轻、价格低廉、工艺简单、可制备成大面积柔性电池等特点，被誉为优秀的新型能源之一。为了进一步提高PCBM([6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯)基聚合物太阳能电池的性能，对PCBM进行改性，提高产物的LUMO（最低空轨道）能级或增大溶解性，提高器件的开路电压或短路电流，达到提高电池性能的目的。本文设计了三类富勒烯衍生物受体材料，采用Dmol3计算方法对设计分子HOMO（最高占有轨道）和LUMO能级进行模拟计算，与PCBM对比进行分子结构筛选；合成并分离获得六种未见报道的PCBM类似物，并对双富勒烯衍生物的合成进行了初步探讨；利用UV-Vis、IR、¹H NMR、¹³C NMR、MS和元素分析等对产物及中间体进行结构表征；利用差热分析仪和热重分析仪对合成目标产物的热稳定性进行了研究，在200℃内未出现分解，产物具有较高的热稳定性，作为受体材料应用于聚合物太阳能电池时具有较高的稳定性；将产物与P3HT （3-己基噻吩聚合物）混合，制备成ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PC₆₁)BM analogues/LiF₃/Al结构聚合物太阳能电池，在AM1.5G,100mWcm²模拟太阳光下进行了光伏性能测试，光电转换效率与相同方法制备的PCBM器件接近或有所提高。