有机太阳能电池具有成本低,质量轻,可溶剂加工和可制备柔性器件等优点,逐渐得到了学术界和工业界的广泛重视。目前,制约有机太阳能电池应用的主要因素是光电转换效率还较低。因此新型有机太阳能电池材料是目前材料科学重点研究领域之一。在本论文的工作中,我们设计并合成了一系列聚合物和小分子受体材料,并将其应用在有机太阳能电池当中,探索了受体材料结构与有机太阳能电池性能的关系。本论文的工作主要归纳如下:第一章介绍了有机太阳能电池的原理、结构、性能参数、材料和研究方法等背景知识。第二章我们设计并合成了一种新型受体单元CPTCN,并将其用作封端材料设计并合成了一种新型小分子受体材料ITCPTC。基于电子给体材料PBT1-EH与ITCPTC的有机太阳能电池显示出了较大的的开路电压(0.95V),较大的短路电流(16.5 mA cm-2)和很高的填充因子(75.1%),能量转换效率达到了 11.8%。我们发现对封端的改变不仅改变了分子本身的电子结构,同时也会影响到材料之间的相互作用和结晶过程。第三章在第二章的基础上,将给体核换为更小的IDT单元,设计并合成了一种新型小分子受体材料IDTCN,基于电子给体材料PBT1-EH与IDTCN的有机太阳能电池显示出了 0.93V的开路电压,13.31 mA cm-2短路电流和70.2%的填充因子,能量转换效率达到了 8.69%。较小的给体不利于扩展小分子材料的吸收光谱,因此性能有所下降。同时IDTCN的堆积情况也与ITCPTC大不相同,这说明给体核的选择对设计小分子受体材料是非常重要的。第四章将一种常见的小分子受体材料ITIC作为聚合物结构单元,设计并合成了两种聚合物受体材料PVITIC和PIT-IC,使用PBDB-T作为电子给体材料,基于PVITIC的有机太阳能电池显示出了 0.78V的开路电压,2.07 mA cm-2短路电流和39.3%的填充因子,能量转换效率达到了 0.63%。基于PIT-ITIC的有机太阳能电池显示出了开路电压0.913V,短路电流4.46 mA/cm2,填充因子35.0%,光电转换效率为1.42%。实验结果表明,大的带有溶解性烷基链的桥连单元可具有更好的溶解性,因此能够形成更好的形貌,所以导致最后的效率较高。