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当今世界，人类越来越关注能源和环境问题。开发高性能的有机材料，对于实现新能源、特别是清洁能源具有十分重要的意义，目前科学人员在大力研究有机太阳能电池和锂离子电池，但该领域还存在许多问题，如:生产成本高和性能差。 本论文主要做了以下两个方面的工作: 1、在有机太阳能电池方面，有机太阳能电池常用的给受体材料还存在带隙比较宽，光谱吸收范围相对较窄等问题，解决这些问题通过合成新型结构的给受体材料、优化器件结构等途径来解决。我们设计合成了以双键为桥联，苯并噻二唑(BT)为电子受体(A)，噻吩(Th)为电子给体(D)单元的新型D-A型分子DBTDTh，希望通过噻吩-苯并噻二唑结构单元之间的分子内电荷转移(ICT)作用，拓宽光谱吸收，降低材料带隙，应用于有机太阳能电池给体材料。此外，我们设计合成了基于萘酰亚胺(NDI)和苝酰亚胺(PDI)的具有更宽光谱响应范围的新型非富勒烯受体材料NDICN和PDIS。新型给受体材料通过1H NMR、13CNMR、质谱和红外光谱进行表征，并通过热重、紫外光谱、电化学测试材料的热稳定性质、光物理性质和电化学性质。 研究发现，新型给受体材料具有良好的热稳定性，分解温度都超过200℃，化合物DBTDTh的光学带隙为2.0 eV，其薄膜的最大吸收波长在500nm。该材料具有良好的溶解性，可溶于甲苯、四氢呋喃等常见有机溶剂。NDICN材料光学带隙为2.01 eV，薄膜的最大吸收波长为455 nm。聚合物PDIS的光学带隙为1.72 eV，薄膜的最大吸收波长为586 nm。 2、在锂离子电池正极材料方面，酰胺类小分子具有良好的电化学氧化还原活性，但其易溶于有机电解液，导致它作为锂离子电池正极材料的循环性能极差。萘酰亚胺和苝酰亚胺材料性能优异，用途广泛，基于萘酰亚胺和苝酰亚胺材料具有良好的电子传输能力，良好热稳定性，多个羰基活性点。本文设计合成了基于萘酰亚胺和苝酰亚胺的小分子NDICN和聚合物NDIS和PDIS，通过热重、电化学等方法研究材料的性能。这三种材料分解5 wt％的温度分别是357℃、224℃和211℃。 通过对目标产物进行电化学测试，测试结果表明NDICN、NDIS和PDIS三种化合物的平均放电电压分别为2.4 V、2.2 V和2.4 V，NDICN和PDIS的比容量和循环性能未能达到理想的效果，NDIS材料首次放电比容量为113 mAh/g，羰基活性利用率为54％，此外，它具有良好的热稳定性和较高的氧化还原活性，还表现出很高的库伦效率和不错的倍率性能。