近年来,有机太阳电池的研究日益深入。其具有质轻、柔性、可溶液加工以及可有望实现大面积卷对卷工艺等优点,在光伏发电领域具有独特的应用和发展空间。与稠环型非富勒烯受体分子相比,非稠环型非富勒烯受体分子由于合成更加简便,引起了许多研究人员的关注。本论文通过连接不同的封端单元以及引入氟原子,设计和合成了A-D-A’-D-A型非稠环非富勒烯受体分子,探索了不同的封端单元以及氟原子对受体材料的光学性质、电学性质以及相应光伏器件的光伏性能的影响。在第二章中,我们将不同吸电子能力的单元连接到相同的中心单元上,合成了非稠环型小分子受体BCDT2R和BCDT-4F。通过紫外-可见吸收光谱、电化学能级以及光伏器件数据对这两个受体分子进行了性能对比分析。以二氰基茚酮为端基的BCDT-4F具有更低的能级,在长波方向具有更强的吸收。基于PBDB-T:BCDT-4F器件的能量转换效率为4.24%。与此相反,BCDT2R具有较高的HOMO和LUMO能级,而且与给体材料PBDB-T相应的能级相近。因此,PBDB-T:BCDT2R光伏器件中激子解离效率低,最终只获得了0.28%的能量转换效率。在第三章中,我们将强吸电子的氟原子引入到第二章两个受体分子的中心吸电子单元上,设计和合成了受体分子2FBCDT2R和BCDT-6F。通过对溶液和薄膜的吸收光谱、电化学性能以及光伏数据分析,探究了中心吸电子单元上的氟原子对受体分子的光学和电化学性质以及光伏性能的影响。对比BCDT-4F,虽然两个氟原子的引入同时降低了分子的HOMO和LUMO能级,但是HOMO能级下降更多,使得BCDT-6F光学带隙增加,吸收光谱略微蓝移。与PBDB-T:BCDT-4F器件对比,基于PBDB-T:BCDT-6F的器件填充因子增加至62.65%,能量转换效率提高至4.75%。此外,对比PBDB-T:BCDT2R器件,基于PBDB-T:2FBCDT2R的器件由于短路电流和填充因子的提升,效率也增加至0.81%。已报道的研究表明多电子原子氟与噻吩环β位的氢原子存在类似于氢键的相互作用,使得基于氟代受体分子的器件效率更高。这种氢键作用可使得分子平面性增加,分子间作用增强,薄膜形态下堆积更有序,从而提高相应器件的电荷传输性能。