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随着新型光伏材料的不断开发利用及光伏器件的不断优化,聚合物太阳能电池（PSCs）的光电转换效率迅速提高,表明PSCs具有商用化应用的巨大潜力。电子受体材料是光伏器件中重要的光敏活性层材料之一。其中,聚合物型的电子受体材料具有化学结构易于修饰、HOMO/LUMO能级可控、分子量大、结构与性能稳定性好等优点,因而受到越来越多研究人员的关注。本文设计并合成了两个系列同时具有两种拉电子结构单元的共轭聚合物材料,并将其应用于PSCs中,并详细研究其结构与性能的关系。1. 选用吡咯并吡咯二酮（DPP）为拉电子结构单元A,分别选取比DPP缺电子性更弱的二噻吩二酮（T）和比DPP缺电子性更强的萘二酰亚胺（NDI）为第二拉电子结构单元A’,设计并合成了两种A-A’型聚合物P（DPP-T）和P（DPP-NDI）,并研究第二拉电子结构A’单元结构对聚合物性能的影响规律。研究结果表明,两种聚合物在300-950 nm波段有较宽的吸收光谱;由于DPP与二噻吩二酮的键接位阻较小,故P（DPP-T）在溶液和薄膜中均表现出一定的分子间π-π堆砌吸收峰;而DPP与NDI的键接位阻较大,故其P（DPP-NDI）没有表现出明显的分子间π-π堆砌吸收峰。P（DPP-T）的LUMO能级（-3.57 e V）过高,导致其不适宜于作为受体材料,以P（DPP-T）为给体材料,以PC71BM为受体材料,制备的PSCs器件,其PCE为3.1%。而基于NDI的聚合物P（DPP-NDI）具有低的LUMO能级（-4.00 e V）,可作为受体材料,因此,以PBDB-T作为给体材料,P（DPP-NDI）为受体材料,制备PSCs器件,其PCE仅为0.2%。基于这两种聚合物的PSCs均表现出不够理想的PCE,原因可能是由于聚合物溶解性较差,导致共混膜形貌较差,因而激子分离效率低,电荷复合严重,光伏性能低。2. 以引达省并二噻吩（IDT）作为推电子结构D单元,在IDT两端键接偶极矩大且平面性好的双氰基取代茚酮（IC）为A单元,以吡咯并吡咯二酮（DPP）和键接二噻吩的二氟苯并噻二唑（DTDf BT）作为第二拉电子结构（A’）单元,设计并合成两种A-D-A-A’型聚合物非富勒烯受体（NFAs）材料P（IDTIC-DPP）和P（IDTIC-DTDf BT）。研究结果表明,两种聚合物均表现出较宽的光谱吸收,薄膜状态下的吸收边带超过900 nm,其LUMO能级均低于-3.80 e V,故可作为聚合物受体材料。两种聚合物的能级与PBDB-T匹配,且它们的吸收光谱也与PBDB-T互补,因此,以PBDB-T作为给体,以两种聚合物作为受体材料,制备了PSCs器件。由于P（IDTIC-DTDf BT）与PBDB-T具有较好双连续纳米相分离形貌,其共混膜的载流子迁移率较高,故其PSCs器件效率为6.05%(Jsc=14.99 m A cm-2,Voc=0.80 V,FF=50.43%);而聚合物P（IDTIC-DPP）与PBDB-T的共混薄膜形貌较差,其共混膜的载流子迁移率很低,因此基于P（IDTIC-DPP）的PSCs器件效率仅为0.72%。