卟啉及其衍生物广泛存在于自然界中,如:叶绿素、血红素和维生素B12等,吸引了众多国内外学者对其合成、结构和功能等进行了深入的研究。由于其具有高度共轭平面的芳香性卟吩环中心,它们被作为有机光、电材料进行广泛的研究。近几年,卟啉及其衍生物在作为有机太阳能电池活性材料的研究方面取得了一定的进展,但是将具有液晶性能的卟啉衍生物应用于有机太阳电池中的报道很少。因此,研究具有液晶性能的卟啉衍生物在有机太阳能电池中的应用是很有必要的。本论文中,作者设计合成了四种卟啉衍生物:5,10,15,20-四（4-戊酰胺基苯基）卟啉（4NC₅-TPP）,5,10,15,20-四（4-十二酰胺基苯基）卟啉(4NC₁₂-TPP)以及其金属配合物4NC₅-TPPZn和4NC₁₂-TPPZn,并通过质谱、核磁共振和红外光谱分别对它们进行了结构的表征和确认。四种卟啉衍生物的分子结构如下:利用热重分析仪、差示扫描量热仪和具热台偏光显微镜研究了卟啉衍生物的热性能。室温下4NC₅-TPP和4NC₁₂-TPP为无定形态;且在一定温度下,4NC₁₂-TPP还能形成柱状液晶态;而4NC₅-TPPZn和4NC₁₂-TPPZn在室温下为结晶态。利用紫外-可见光光谱仪、电化学工作站、荧光光谱仪以及量子化学计算研究了所合成的四种卟啉衍生物的光、电性能、分子空间构型以及能级轨道波函数分布等,并通过计算得到了卟啉衍生物的光学能隙、最高已占轨道（HOMO）能级、最低未占有轨道（LUMO）能级、电化学能隙等基本性能参数。以四种卟啉衍生物作为给体材料,3,4,9,10-二萘嵌苯四甲酸二酐（PTCDA）为受体材料,制备了本体异质结有机光伏器件,器件的结构为ITO/卟啉衍生物:PTCDA/Al。研究发现:与基于卟啉衍生物配体的有机光伏器件相比,基于卟啉衍生物配合物的有机光伏器件的光伏性能更好。DSC研究表明,在常温下,4NC₅-TPP和4NC₁₂-TPP的膜表现为无定形态,而4NC₅-TPPZn和4NC₁₂-TPPZn膜表现为结晶形态,结晶形态的膜具有较好的分子取向性,有利于电子和空穴的分离和迁移,进而可以提高光伏性能。