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本论文系统地介绍了有机聚合物及小分子太阳能电池材料及器件的研究进展。以提高材料的载流子迁移率为出发点,我们设计并合成了一系类含咔唑侧基的二噻吩苯并噻二唑-芴-二咔唑基芴共轭聚合物光伏材料和以芳基吡咯并吡咯二酮（DPP）和苯并噻二唑（BT）为受体单元的3D-2A和2D-3A结构的线型有机小分子光伏材料。对所合成的目标分子都通过核磁、元素分析等测试手段来表征其结构,并利用紫外-可见吸收光谱（UV-vis）、差示扫描量热仪（DSC）、热失重分析（TGA）和循环伏安（CV）等方法研究了所合成材料的光物理、热稳定及电化学性能。同时,我们制作了基于所合成的聚合物和有机小分子光伏材料所组装的本体异质结太阳能电池的光伏性能,研究了材料结构对光伏性能的影响。本论文获得的主要结论如下:1.设计并合成了三种咔唑基团修饰的二噻吩苯并噻二唑-芴-二咔唑基芴共聚物PFO-FCz-DBT5、PFO-FCz-DBT15和PFO-FCz-DBT30,并系统地研究了引入的咔唑侧基对共聚物的热稳定性、光物理、电化学和光伏性能的影响。通过与相对应的未经咔唑修饰的聚合物相比,结果显示:经过咔唑修饰的聚合物,其本体异质结太阳能电池的载流子迁移率和光电转换效率都有了显著的提高。测试结果表明:在模拟太阳光AM 1.5,100 mW/cm2光照射下,基于聚合物PFO-FCz-DBT5、PFO-FCz-DBT15和PFO-FCz- DBT30/PC60BM （1:3 w/w）制作的本体异质结太阳能电池,它们的光电转换效率分别为0.52%、1.11%和2.41%。2.设计并通过Stille偶联、Suzuki偶联和Knoevenagel缩合等一系列经典的有机反应,合成了以芳基吡咯并吡咯二酮（DPP）和苯并噻二唑（BT）为受体单元的3D-2A和2D-3A结构的线型有机小分子光伏材料D1、D2和D3。研究了引入咔唑取代基对小分子光伏材料的光物理、电化学、热稳定和光伏性能的影响。在模拟太阳光AM 1.5,100 mW/cm2照射下,小分子光伏材料D1的太阳能电池表现出最好的光伏性能,其光电转换效率达到了0.39% (Jsc= 2.56 mA/cm2, Voc = 0.54 V, and FF = 0.28)。