有机太阳能电池因其具有质量轻、成本低、柔韧性好、可溶液法大面积制备等优势,越来越受到人们的广泛关注,成为光伏领域中的研究热点之一。经过几十年的发展,目前单节有机太阳能电池的能量转换效率已经突破了18%,显示出了可商业化应用的广阔前景。其中,大量高效聚合物给体材料的开发是推动该领域发展的重要力量之一。在提升聚合物给体材料光伏性能的分子设计策略中,在聚合物中引入氟原子和拓展聚合物的共轭体系是两种有效的重要途径。引入氟原子一般可以降低聚合物的HOMO能级,有利于在有机太阳能电池器件中获得高的开路电压。并且由于氟原子较小的空间位阻,不容易对分子结构产生大的影响。拓展聚合物的共轭体系可以增强分子间的π-π相互作用和电子离域,从而提升聚合物的空穴迁移率,有利于提高器件的短路电流密度和填充因子。因此,我们设计合成了一系列基于苯并噻二唑（BT）的聚合物给体材料,系统地研究了采用以上两种策略对这些聚合物分子能级、吸收光谱、以及光伏性能等的影响。主要研究内容如下:（1）我们以含有烷噻吩基侧链的苯并二噻吩（BDT）作为给体单元,双氟取代的BT作为受体单元,共聚合成了聚合物PF1。结果表明,相对于不含氟原子的聚合物,PF1的HOMO和LUMO能级分别从-5.14 e V和-3.22 e V分别降低至-5.53 e V和-3.77e V,光学带隙也从1.88 e V降低到1.76 e V。基于PF1:Y6的器件表现出优异的光伏性能,能量转换效率最高为11.49%,开路电压为0.86 V,短路电流密度为20.25 m A cm-2,填充因子为65.77%。此外,氟原子的引入改善了活性层的形貌,形成了良好的纳米互穿网络结构,因此提升了器件的光伏性能。（2）我们用噻吩拓展了BDT上的二维共轭侧链,合成了噻吩并噻吩基BDT,然后与二噻吩并苯并噻二唑（f DTBT）共聚合成了聚合物PF4。相比于对照聚合物,PF4的HOMO能级同为-5.44 e V,但LUMO能级由-3.54 e V提升至-3.49 e V,可能是富电子噻吩的引入抬高了聚合物的LUMO能级。但是基于PF4:Y6的器件并没有表现出较好的光伏性能,能量转换效率最高仅为5.47%,相应开路电压为0.62 V,短路电流密度为15 m A cm-2,填充因子为59.21%。这主要是因为PF4:Y6活性层的形貌较差,过大的相分离尺寸不利于激子解离和电荷传输,从而限制了器件的光伏性能。（3）我们用苯环拓展BDT的二维共轭侧链,合成了烷苯并噻吩基BDT,并与f DTBT共聚合成了聚合物PF5。与PF4相比,PF5的HOMO和LUMO能级分别提高了0.05 e V和0.02 e V。并且吸收边从636 nm红移至645 nm,因此光学带隙也从1.95 e V减小到1.92 e V。基于PF5的最优条件下的器件也表现出比基于PF4的器件更优异的光伏性能,开路电压从0.62 V提升至0.81 V,短路电流密度从15 m A cm-2提升至25.04 m A cm-2,填充因子从59.21%提升至64.42%,因此能量转换效率也从5.47%显著提升至13.11%。这主要是因为基于PF5器件的活性层具有更良好的形貌,大幅提升了器件的能量转换效率。