在过去的十年里,有机太阳能电池的光电转化效率被持续刷新,但是一些高光电转化率材料的稳定性及高昂的成本阻碍了有机太阳能电池实现商业化的进程。苝酰亚胺（Perylenediimides,PDI）类化合物是研究最早的一类有机半导体材料之一,具有光热稳定性好、可见光吸收强等优点,但是这类材料也一直受聚集效应以及吸收范围窄的困扰。本研究从苝酰亚胺的空间构型的调控以及吸收光谱的调节出发,设计合成了一系列的扭曲的苝酰亚胺聚合物和近红外苝酰亚胺小分子电子受体材料,并将它们应用于有机太阳能电池。具体内容分为以下两部分。1.基于扭曲的苯并酰亚胺聚合物电子受体的设计合成及光伏应用。扭曲的苯并苝酰亚胺（TBDPDI）具有大的共轭结构和三维的空间构型,合成技术比较成熟,以苝四甲酸酐为原料,经过水解、溴化、Suzuki偶联、闭环、酰亚胺化等步骤可得到克级的苯并苝酰亚胺。为了平衡载流子的传输以及激子解离,根据小分子以及聚合物受体的设计原则,将TBDPDI溴化后聚合得到3个扭曲的苯并酰亚胺聚合物,分别为P（TBDPDI-TT）、P（TBDPDI-FTT）、P（TBDPDI-EDOT）。目标化合物8-10均具有较好的溶解性（大于2 mg/m L）,热稳定性（>375 oC的热分解温度）,合适的能级（-3.70～-3.74 e V）,在300～700 nm处具有较强的吸收,是一类优秀的受体材料。其中,将化合物P（TBDPDI-TT）与PTB7-Th相搭配制备的有机太阳能电池,获得了5.69%的光电转化效率。2.具有近红外吸收的苝酰亚胺小分子电子受体的设计合成及光伏应用。以苝酰亚胺为原料,经过溴化,Diels–Alder反应Stille偶联反应合成了9个扭曲的近红外苝酰亚胺小分子,成功应用于有机太阳能电池的活性层材料中。这些目标分子具有的三维结构,降低了苝酰亚胺分子之间的聚集,调节了给受体的相分离尺度,此外所有目标化合物在近红外区均具有较宽的吸收（300～900 nm）,低的未占据分子轨道能级（LUMO）（-3.70～-3.74 e V）,好的热稳定性（在350 oC仅失重5%）以及较好的溶解性。其中,BDT-SBu TADPDI2在与给体材料PM6共混构建有机太阳能电池时,光电转换效率（PCE）为2.74%。