与传统的无机半导体相比,可溶液加工的有机半导体材料具有质量轻、成本低、易于加工等优点,在近年来受到了广泛的关注。虽然有机半导体具有以上的这些优点,但是最终应用于电子器件中所表现出的性能却还有待提高。在场效应晶体管中为了能够得到较高的电子、空穴迁移率,往往要求P型或者N型材料共轭骨架具有良好的平面性以及π-π堆积。而在有机光伏器件中,能量转换效率主要是与短路电流、开路电压以及填充因子三个参数的乘积成正比。为了能够得到较高的光电转换效率,要求给体和受体材料除了具有良好的平面性以及π堆积以外,也要具有良好的光吸收能力以及相匹配的能级。这样一方面能够最大化的利用太阳的能量,另一方面相匹配的能级也能够为激子的分离提供足够的驱动力。同时,在制备体异质结太阳能电池时,给、受体共混膜需要形成良好的相分离结构,从而获得较高的填充因子。这些问题都可以通过有机半导体分子结构上进行调控。因此,设计新型有机半导体材料,并对结构进行裁剪从而调控其器件性能是目前的研究热点。而构建有机半导体材料最主流的方法是通过富电子单元(D)和缺电子单元(A)共价连接而成。在本文研究中,我们基于分子工程学原理,从两个方面出发设计新型共轭半导体材料。一方面,选择现有经典A单元吡咯并吡咯二酮(DPP)、噻吩酰亚胺(TPD)和苯并噻二唑(BT),通过共价连接,获得一系列A-A型共轭有机小分子,将其应用到场效应晶体管研究上。另一方面,通过在共轭骨架中引入硼(B)缺电子中心,设计新型A单元,用于构筑新型共轭材料。为了探究硼、氮原子的配位作用对聚合物能级以及带隙的影响,我们设计了两个含有吡嗪的聚合物,通过与路易斯酸三五氟苯基硼酸配位,降低了聚合物的能级以及带隙。进一步将B缺电子中心引入共轭骨架,使之成为共轭结构的一部分,得到一个新型的A单元BNIDT,系统的研究了这个单元与其全碳骨架IDT单元之间光电性质的差别。同时在BNIDT单元上引入溴原子,研究了侧位溴原子取代对光电性质的影响。研究表明,BNIDT是一个缺电子性强的共轭单元,在新型有机共轭半导体尤其是有机太阳能电池受体材料的构筑方面具有广阔的应用前景。