有机太阳能电池以其轻薄、柔性可折叠、半透明等独特优势在近几年得到迅速发展,尤其在便携式电源和建筑设计方面显示出巨大的潜力。对于小分子材料来说,由于其较高的设计灵活性、易于修饰和分离提纯且重复性好等优势,具有较为广阔的发展前景。因而人们主要致力于设计新型小分子光伏材料来实现优异的器件光伏性能。本文采用了4种设计方法,分别为端基修饰、氟原子的取代、侧链调控和延长共轭骨架,成功设计并合成了8种新型的小分子给体材料,并借助密度泛函和含时-密度泛函的理论计算、紫外-可见光吸收光谱、循环伏安法测试等充分探究其光电性质,最终将给体材料与富勒烯受体(PC61BM/PC71BM)共混制备成光伏器件,并初步探究了其光伏性能。具体工作如下:（1）在分子中引入三苯胺（TPA）为给电子（D）单元,9-芴酮（FN）为中心吸电子（A）单元,三键作为π桥,采用端基调控的策略设计合成了基于芴酮-三苯胺的4种新型有机小分子,分别为TPAFNPI,TPAFNDI,TPAFNBT和TPAFNDPP。结果显示,由于末端基团的强吸电子性,4种分子均具有较低的HOMO能级,这将有利于在光伏器件中获得高开路电压。并且随着末端吸电子性的增强,带隙逐渐降低,尤其是引入BT与DPP单元的分子TPAFNBT和TPAFNDPP显示出更好的光吸收性质。（2）由于BT单元相较于DPP单元具有更好的溶解性和成膜性,因而基于苯并噻二唑结构,探究在BT单元上引入不同数目的氟原子后对材料性能的影响,设计并合成了分子TPAFNf BT和TPAFNff BT。结果显示,氟原子不仅可以降低分子的HOMO与LUMO能级,还有利于改善分子间的相互作用力,从而表现出更加优异的光伏性质。（3）为了进一步调控分子间的π-π堆积作用,避免分子由于过度聚集而导致较差的光伏性能,我们将TPAFNBT分子中的烷基链改成烷氧链,获得了分子TPAFNDOBT,采用侧链调控的策略不仅有利于提高分子的摩尔消光系数,还可以改善分子堆积,从而促进有效的电荷传输。（4）由于TPAFNDOBT显示出良好的溶解性和π-π堆积,为了进一步改善材料的光吸收,构建了具有延长共轭骨架的分子（TPAFN）2DOBT,结果使材料的HOMO能级有所提高而LUMO能级较大幅度的降低,分子的带隙也进一步降低,获得了1.67 e V的窄带隙,最终基于（TPAFN）2DOBT的光伏器件展现了我们所设计合成的8种有机小分子给体材料中最佳的光伏性能。