有机太阳能电池具有成本低廉、重量较轻、材料来源比较广泛、分子结构可控调节、制作工艺相对简单、可实现大面积柔性器件的制备等突出优点,尤其是薄、轻、柔等特点,引起了科研界广泛关注,具有非常重要的应用前景。在充分调研已报道文献的基础上,本文设计并合成了有机小分子给体材料以及非富勒烯小分子电子受体材料,并对其热稳定性、光物理性质、电化学性质和光伏性能进行表征和研究。具体研究工作主要分为如下两个部分:（1）设计并合成了以不对称茚并噻吩（中心给电子D单元）为核心,丙二腈、5,6-二氟-1,1-二氰基亚甲基-3-茚满酮分别为末端吸电子基团（A）的A-D-A共轭小分子ITDCN和ITDCF。TGA,UV-vis和XRD表征表明这两种分子均表现出良好的热稳定性,强吸收性,出色的溶解性和高结晶度。对活性层膜层进行的表征结果表明在PDBD-T:PC₇₁BM二元体系中引入ITDCN或ITDCF均可以显著提高空穴迁移率和电子迁移率并使两者更加平衡,显著提高了器件填充因子。最终,由于能级更匹配以及结晶性更为合适,基于ITDCN的三元器件相较于二元器件FF显著提高（高达20%）,不同比例的器件V_oc普遍增加20-40 m V,最高达到了0.83V,最终最高效率提升24%。（2）在A-D-A结构基础上,以苯并[1,2-b;4,5-b’]二噻吩（BDT）单元为中心给体单元,设计合成了小分子给体材料DRCBDT2F,并对该小分子的紫外可见吸收光谱、电化学能级、共混膜形态以及电荷迁移率进行了研究。虽然DRCBDT2F光吸收能力较高,但是由于DRCBDT2F和PC₇₁BM两者未在活性层中形成良好的纳米互穿网络结构分相,导致严重的载流子复合以及较低的PCE。