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基于有机小分子和聚合物的光伏电池由于其材料来源丰富，制备工艺简单、成本低廉、易于实现大面积和柔性电池等优点而越来越受到人们的关注和广泛的研究。相比较而言，可溶性的小分子由于其具有明确的分子结构，固定的分子量，容易纯化和批量制备，同时光伏器件重现性较好等优点而越来越受到人们的青睐。但是，目前溶液加工型的给体小分子体系非常有限，而且多数给体小分子的光伏器件效率仍然较低，所以设计和合成新的有机小分子给体材料就显得尤为重要。本论文中，我们设计合成了一系列基于2，7-咔唑及苯并二噻吩为中心给体核的新型小分子给体材料，研究了它们的基本物理化学性质，并考察了它们作为体相异质结太阳能电池给体材料的光伏性能。主要研究内容包括： ⑴将2，7-咔唑单元引入小分子给体材料的设计中，设计合成了以2，7-咔唑为中心给体核，苯并噻二唑为受体单元，齐聚噻吩为端基的A-D-A型小分子给体材料（Cz-TBT、Cz-2TBT和Cz-3TBT）。考察了末端噻吩个数增加对基本光物理性质以及光伏器件性能的影响。研究表明，这些小分子具有较好的溶解性和热稳定性以及较宽的吸收光谱和较低的HOMO能级。同时随末端噻吩个数增加，它们的HOMO能级逐渐升高，LUMO能级稍稍降低，带隙逐渐降低。在以PC61BM为受体的条件下，它们的光伏器件的开路电压均大于0.8V，其中Cz-TBT的开路电压最高，可达1.02V。而Cz-3TBT尽管开路电压有所下降，但短路电流及填充因子明显提高，表现出最高的光电转化效率(2.78％)。 ⑵在具有高开路电压的Cz-TBT的基础上，通过在其末端引入氰基羧酸酯拉电子基团构筑了A-A-D-A-A型小分子Cz-TBT-CAC8。考察了拉电子末端的引入对基本光物理性质和光伏器件性能的影响。研究表明，拉电子端基的引入在保持低HOMO能级的同时，有效降低了材料的带隙，使吸收光谱红移。在以PC61BM为受体的条件下，Cz-TBT-CAC8表现出较Cz-TBT更好的器件性能，光电转化效率达2.87％，开路电压为1.05V。进一步通过添加DIO的办法优化基于Cz-TBT-CAC8的器件，其光电转化效率可提升至3.95％。另一方面，我们在引入烷氧基苯并噻二唑以保证分子溶解性的基础上，研究了不同拉电子端基对光伏器件性能的影响。通过引入3-乙基绕丹宁端基构建的A-A-D-A-A型小分子具有更强的摩尔消光系数，带来更大的短路电流，从而进一步改善了光伏器件的性能。 ⑶以苯并双噻吩为中心给体核，苯并噻二唑和氰基羧酸酯为受体单元，设计合成了小分子给体材料（BDT-TBTOC6-CAC8和BDTT-TBTOC6-CAC8）。考察分子结构与基本光物理性质及其光伏性能之间的关系。研究表明，基于烷氧链的苯并二噻吩构筑的A-A-D-A-A型小分子BDT-TBTOC6-CAC8与相应A-D-A型小分子BDT-TBTOC6相比，吸收光谱有着明显的红移。基于噻吩取代的苯并二噻吩构筑的A-A-D-A-A型小分子BDTT-TBTOC6-CAC8虽然与BDT-TBTOC6-CAC8在溶液中有着相似的吸收光谱，但在膜态下表现出明显红移的吸收。BDT-TBTOC6-CAC8和BDTT-TBTOC6-CAC8的光伏器件效率明显高于BDT-TBTOC6。通过添加DIO可以进一步提高器件效率。在优化条件下，基于BDTT-TBTOC6-CAC8的光伏器件表现出最高的光电转化效率，其光电转化效率达到4.47％。