随着人类社会工业化程度的不断提高，对能源需求日益加剧，故寻找可代替传统煤、石油、天然气等能源，寻找新能源成为了人们亟待解决的问题。而在众多新能源中，太阳能由于取之不尽、用之不竭，自古以来就被人们加以利用。有机聚合物太阳电池由于具有质量轻，毒性小，成本低、柔性便于携带等无机硅太阳电池不具备的优势，受到了全球科学家们的普遍青睐。目前，聚合物太阳电池的光电转换效率已经超过10%，但是，若要实现大规模的商业化生产以及被人们普遍认可，还有很多工作需要加以完善。目前，聚合物太阳电池需要在效率以及使用寿命上有更进一步的突破。光探测器在工业，军事和科学仪器领域具有重大意义。而有机近红外光探测器作为光探测器研究的重要分支之一，相比于无机光探测器而言，成本相对低廉，灵敏度较高，对太阳光谱的吸收和响应率更为广阔。近年来相比于有机聚合物太阳电池的报道，有机光探测器还处于相对冷门的阶段。有机近红外光探测器设计的核心在于窄带隙聚合物的设计和选取，需要人们合成出响应范围更宽的窄带隙材料。本论文涉及两个体系的研究：一方面，我们总结前人成果，讨论苯并噻二唑和烷基苯并三唑的优缺点，创造性的提出了将二者所含基团引入到同一个苯环结构中，获得了吸电子能力较强的新型acceptor：6-(2-烷基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-f]苯并三唑，并将其与不同的donor进行共聚所形成的D-A型窄带隙共聚物，分别用于有机太阳电池领域和有机近红外光探测器领域。另一方面，我们从萘二并噻二唑这一新型分子的基础出发，并对此分子进行后续修饰工作，合成了一类新型的acceptor：萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-烷基-[1,2,3]三唑)，并将其用于有机聚合物太阳电池中，取得了较为理想的成果。在第二章，我们重点讨论了6-(2-烷基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-f]苯并三唑的设计理念和合成方法，并将最终官能化的单体与给电子能力较弱的donor：芴与咔唑进行Suzuki聚合。所得到的聚合物用于有机太阳电池器件中具有较为理想的吸收光谱和带隙。其中一个聚合物用于器件中的光电转换效率超过了3%。在第三章，我们利用6-(2-烷基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-f]苯并三唑的强烈的吸电子能力的特性，将其与给电子能力较强的donor---苯并二噻吩衍生物进行共聚，得到了一系列带隙较窄的聚合物，并将其中一个进行了较为详细的有机近红外光探测器的表征。基于6-(2-烷基)-[1,2,5]噻二唑[3,4-f]苯并三唑的聚合物所得到的光响应范围超过了1100nm，探测率也可以与基于硅的无机探测器相媲美。经过三氧化钼修饰过后的器件，稳定性也大大提高，15天后依然具有原器件的85%的光响应强度。在第四章，我们先讨论了萘二并噻二唑作为一个新型分子所具备的优点，得出萘环比苯环具有更好平面性的结论；继而我们也分析了萘二并噻二唑的主要的缺点，即溶解性太差。为此我们再次将烷基三唑单元引入到这一结构中，设计并成功合成了一类新型acceptor：萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)。本章我们重点讨论萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)的设计理念和合成方法，并将此单元官能化后首次引入到D-A型聚合物中，应用于有机太阳电池活性层中。同时我们将基于萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)与基于苯并三唑的同类型聚合物进行器件结果的比较，发现前者具有更好的光电效率。这充分证明了萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)的初步应用比较成功。在第五章，我们分析了上一章中基于萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)的聚合物作为太阳电池光电转换效率不是很突出的原因，继而提出了结构优化。我们通过在donor和acceptor上分别引入噻吩桥键增加分子的共轭长度，以及增加烷基链提高聚合物溶解度两方面入手，设计出了三种结构相似的宽带隙聚合物。其中一个聚合物在传统器件中效率超过6%，而在倒装器件中更是可以超过7%。所获得的高转换效率在宽带隙聚合物用于活性层材料中是不多见的，可与经典的宽带隙材料P3HT相媲美。这充分说明了基于萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)的聚合物具有作为高效太阳电池材料的潜力。在第六章，我们希望通过引入更强烈的富电子的donor与萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)进行共聚，力求缩小D-A型共轭聚合物的带隙，使得聚合物吸收光谱红移。在一系列表征中，我们发现所得到的聚合物带隙有所降低，吸收光谱有所红移。相信通过进一步优化，萘并[1,2-c:5,6-c]二(2-辛基-[1,2,3]三唑)也能作为一类经典的acceptor，应用于太阳电池活性层中。