近几年,高性能的非富勒烯受体（NFAs）材料在有机太阳能电池（OSCs）领域受到了特别的关注,取得了巨大的进步,其能量转换效率（PCE）超过了18%。当前,最有效的NFAs材料分子的设计策略是构建A-D-A型的小分子受体（SMAs）。根据分子结构的对称性,SMAs可分为对称和不对称两大类。不对称小分子除具有对称小分子类似的好处外,还具有更强的分子间结合能和更大的偶极矩,有利于增强分子间相互作用,提高器件性能。因此,本文设计并合成系列含有N,S-芳杂环的对称和不对称型的SMAs材料,重点研究了不对称的中心给电子单元（D）、末端吸电子单元（A）以及烷基侧链对小分子受体材料的分子结构、热稳定性、光物理、电化学性质和光伏性能的影响。主要的研究内容如下:1.设计并合成了两个基于噻吩（并噻吩）和吲哚单元的具有中心核与侧链等多元不对称因素不对称型SMAs材料TTCIC和TCIC。系统地研究了多元不对称因素和中心D单元的共轭体系拓展对材料的分子结构、吸收光谱、能级、载流子传输性质、薄膜形貌和光伏性能等方面的影响。结果表明:多元不对称因素会导致分子构型不同,从而使两个分子拥有不同的聚集方式。TTCIC为H聚集,TCIC为J聚集,H聚集会使吸收光谱往短波长方向移动,显示出蓝移的吸收。噻吩并[3,2-b]噻吩（TT）具有强给电子性质,会使TTCIC的LUMO能级更高。以聚合物PBDB-T为给体材料,TTCIC和TCIC为受体材料制备OSCs器件,光伏性能经过优化,最终的PCE分别为6.84%和7.25%。2.设计并合成了两个以2-乙腈-苯并噁唑（BOA）为A单元的对称的A-D-A类小分子受体IDTT-BOA和IDTT-BOACl,以及一个以BOACl和2-（5,6-二氯-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基）丙二腈（ICCl）为A单元的不对称的A1-D-A2类小分子受体ICCl-IDTT-BOACl。系统地研究了不同吸电子能力的A单元和不对称的A单元对SMAs的光物理、电化学性质和光伏性能等方面的影响。结果表明:由于BOA单元比ICCl的吸电子能力要弱,使得含有BOA类末端的SMA的LUMO能级升高,有利于提高电池的开路电压;另一方面,含Cl原子的不对称A单元的（BOACl和ICCl）引入,在抬高小分子LUMO能级的同时,有利于拓宽小分子的吸收光谱,提高电流。以聚合物PBDB-T为给体材料与合成的三个小分子受体材料分别制备OSCs器件,经过优化,最终基于IDTT-BOA、IDTT-BOACl器件的电压均超过了1.1 V,ICCl-IDTT-BOACl器件的PCE达到了7.83%。3.设计并合成了两个基于苯并二咪唑（BDI）的对称性A-π-D-π-A类SMAs材料BDI-T-IC和BDI-OT-IC。两个小分子中所含烷基链的总碳数相同,但烷基链及其所处位置不相同。研究了不同长度烷基链及其位置的不同对该小分子受体材料的分子结构、吸收光谱、分子能级和光伏性能等方面的影响。结果表明:两个小分子均有良好的热稳定性,在450～650 nm处有强吸收,且都有较高的LUMO能级,BDI-OT-IC由于拥有烷氧基侧链会使得分子的HOMO能级升高。以聚合物PBDB-T为给体材料,BDI-T-IC和BDI-OT-IC为受体材料构筑了OSCs器件。经过初步测试,两个器件的电压都能超过0.9 V。