随着全球经济的飞速发展,人类对能源的需求越来越大。基于化石能源的巨大消耗而伴随的能源枯竭和环境污染等问题,已成为全球发展面临的重要课题。作为新型能源来源的有机太阳能电池因其质轻、工艺简单、可溶液加工、可制备成大面积器件等优点,近年来备受研究者的关注。本文系统的介绍了有机太阳能电池的研究进展。针对当前高效率小分子受体材料种类偏少、分子结构与性能之间的关系尚不清楚等关键科学问题,本论文以喹喔啉衍生物为缺电子中心缺电子核（A′）单元、噻吩为π桥、氰基茚酮衍生物为末端受体（A）单元,构建具有A-π-A′-π-A型结构的线性有机小分子电子受体材料;通过核磁共振氢谱和碳谱对化合物的分子结构进行了表征,系统研究了聚合物的热稳定性能、光物理性能和电化学性能等;以这些小分子为受体材料,制做了本体异质结聚合物太阳能光伏器件,并对它们的光伏性能进行了系统研究。本论文的主要研究内容和结论如下:（1）以氰基茚酮衍生物为末端受体（A）基团,二噻吩喹喔啉衍生物为中心缺电子（A′）单元,烷基噻吩为π桥,设计并合成了两个A-π-A′-π-A型线性非富勒烯电子受体材料BDTDFQx和BDTDFQx-4F。系统研究了BDTDFQx和BDTDFQx-4F光物理、电化学、热稳定性及其光伏性能等方面的影响。基于PBDB-T:BDTDFQx和PBDB-T:BDTDFQx-4F构筑的二元器件分别仅获得了2.26%和0.08%的PCE。基于PBDB-T:BDTDFQx:N2200和PBDB-T:BDTDFQx-4F:N2200构筑的三元器件分别获得了7.42%和7.17%的PCE。（2）针对上述材料混溶性差、易聚集的缺陷,通过选择喹喔啉衍生物不同位置嫁接氧烷基桥联,设计合成了一类A-π-A′-π-A型线性非富勒烯电子受体材料BDTDFQx-TT4F。系统研究了BDTDFQx-TT4F光物理、电化学、热稳定性及其光伏性能。研究发现:氧烷基噻吩的引入改善了分子溶解性,拓宽吸收光谱,提升电荷传输能力,基于PBDB-T:BDTDFQx-TT4F:N2200的三元器件获得了8.04%的PCE,其Voc为0.89 V、Jsc为12.81 m A cm-2和FF为70.77%。（3）为了避免受体材料H聚集,减少材料的刚性和平面堆积,在主链给体单元内引入具有位阻效应的氧烷基链,设计合成DCl Qx-O8、DCl Qx-O24和DCl Qx-O24Me三个受体材料,系统研究了小分子DCl Qx-O24和DCl Qx-O24Me的光物理、电化学、热稳定性及其光伏性能。基于PM6:DCl Qx-O24和PBDB-T:DCl Qx-O24的二元器件分别获得了0.69%和0.83%的PCE。