目前的能源结构中化石燃料占绝大部分,但是化石燃料是一种不可再生能源,在燃烧时会产生有害气体,释放出大量的二氧化碳,加剧地球的温室效应。为了缓解能源危机,实现可持续发展,需要大力开发清洁能源。有机太阳电池具有质量轻、柔性和可大面积加工的特点受到各国研究人员的关注。目前有机太阳电池主要采用的是体异质结的器件结构,而体异质结电池器件的稳定性和重复性较低,器件的优化过程相对比较复杂,限制了体异质结电池的大规模生产。单组分电池器件结构简单,优化过程简便,重复性和稳定性高,为解决有机太阳电池的工业化应用提供了解决思路。卟啉及其衍生物具有大的摩尔消光系数,平面性好,具备多个可修饰的化学位点,作为有机小分子给体应用到有机太阳电池中时表现出了优异的器件性能。本论文主要是利用卟啉作为单组分电池中的给体单元,在卟啉上连接不同的吸电子单元,合成了多种单组分电池材料,并研究了它们的光伏性能。在第二章中,我们合成了一种对称的A-D-A型的单组分电池材料,在卟啉主链上通过π桥连接了两个苯并噻二唑（BT）作为吸电子单元,拓宽了分子的吸收光谱,降低了分子的LUMO能级。而后将富勒烯通过酯化反应对称地连接到卟啉上,合成了目标分子2C60-2BT-Zn POR,并探究了相应的单组分电池的器件效率,在四氢呋喃中溶剂蒸汽退火20秒时,器件的光电转化效率提高到了0.89%。这是目前基于卟啉体系的单组分电池的最高PCE。在第三章中,我们以吡咯并吡咯二酮（DPP）作为吸电子单元,通过炔键桥联到卟啉上,之后将富勒烯单元连接到卟啉上合成了非对称的D-A型富勒烯单组分电池材料。DPP的引入使得单组分电池的薄膜吸收光谱能够达到800 nm以上,器件的空穴迁移率提高到了9.17×10-5cm~2V-1s-1。在第四章中,我们合成了以苝二酰亚胺（PDI）为受体单元,C12-2DPP-Zn POR为给体单元的非富勒烯类单组分电池材料2PDI-2DPP-Zn POR。PDI的引入增强了2PDI-2DPP-Zn POR在400-600 nm的吸收。相比于富勒烯类单组分电池,PDI的引入对卟啉的π-π堆积影响更小。