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当今世界能源短缺,新能源得到广泛关注,而太阳能以资源丰富,分布广泛等优点成为人们研究的重点。有机太阳能电池（Organic solar cells,OSCs）近几十年来得到广泛开发,其中聚合物太阳能电池（Polymer organic solar cells,P-OSCs）因其成本低廉,质量轻和易制备等优点近年来备受关注。未来具有可以大面积生产,柔韧性好和方便携带的潜力。P-OSCs主要以共轭聚合物为主,供体材料大多数为可溶性聚噻吩及其衍生物。前期,具有良好溶解性的聚（3-己基噻吩）（P3HT）被普遍使用,但它只能吸收部分可见光,太阳光不能得到充分利用。后来,主链上为交替电子给体-受体（D-A）共轭结构的新型聚合物给体材料得到开发。D-A型共轭聚合物虽然可以有效扩大光吸收范围,但在紫外光区和部分可见光区吸收强度较弱。据相关报道,具有广泛光吸收的聚合物给体材料研究较少。与P-OSCs相比,小分子太阳能电池（Small molecule based organic solar cells,SM-OSCs）因为具有明确的分子结构、易提纯和无批次差异,与受体材料共混后,可以表现出更有序的纳米相分离结构,使之具有更高的载流子迁移率等优点,十几年来得到广泛研究,掀起了OSCs领域的又一研究热潮。在小分子材料设计方面,寡聚型小分子（Oligomer-like small molecule）给体材料最为突出,最具代表性的为受体-给体-受体（A-D-A）型的低聚噻吩结构,其结合了高分子和传统小分子各自优点,同时兼顾了溶解度和光吸收,取得了较为理想的效率。但传统给体-受体（D-A）型小分子给体材料因为整体光吸收范围较小和带隙较宽等原因发展较为缓慢。所以,为促进传统D-A型结构小分子的发展,追求更为广泛的光吸收和窄带隙,应该进行新的尝试。本文以提高聚合物和小分子给体材料光吸收范围和有机太阳能的光电转换效率（Power conversion efficiency,PCE）为目的,使用二苯基吡喃烯（Diphenylpyranylidene,DPP）为原料,设计合成了四个系列聚合物和两个小分子给体材料,并研究了它们的光物理、电化学性质和器件性能。取得工作成果如下:第一部分以DPP基团作为共轭侧链,设计了两个不同共轭桥梁的分子单体T1和T2,利用密度泛函理论（Density functional theory,DFT）计算了单体T1和T2的能级分布和几何结构,对其分子共轭性和平面性进行了详细的讨论。然后采用Grignard metathesis方法和Stille coupling方法分别合成了P1与P2系列和P3与P4系列聚合物给体材料,对其结构进行了表征,研究了光吸收,电化学和光伏特性。吸收光谱表明,随着噻吩或苯并二噻吩共轭主链的增加,光吸收范围增大并逐渐发生红移,覆盖紫外光区300-400 nm处和整个可见光区域。光致发光光谱表明,分子内发生了能量转移,随着主链共轭单元的增加,最大发射峰逐渐红移。通过循环伏安法测试表明,一系列聚合物均具有较高的最高分子占据轨道（Highest occupied molecular orbital,HOMO）能级,可以与PC61BM较好的匹配,保证较高的开路电压(Open circuit voltage,Voc)。最后,合成的一系列聚合物作为给体材料,PC61BM作为受体材料制备了P-OSCs,结果表明,光伏电池具有较好的Voc,PCE最高为0.59%。第二部分依据DFT理论计算,设计合成了具有广泛光吸收推-拉结构D-A型小分子Y1和Y2。并作为活性层材料应用于SM-OSCs中。对其结构进行了表征,研究了光吸收,电化学和光伏特性。结果表明,两个小分子均表现出较好的热稳定性;呈现出广泛的光吸收和两个最大吸收峰;具有相同的HOMO能级和满足窄带隙条件,且与理论计算规律性一致。最后,以Y1和Y2为给体材料,PC61BM为受体材料制备了SM-OSCs。光伏特性表明,两个小分子所表现出的最高PCE为1.0%。结果表明,DPP基团首次作为活性层材料应用于小分子太阳能电池器件中,虽然PCE不理想,但表现出广泛的光吸收和窄带隙,是一种具有潜力的给体材料。