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近年来,有机太阳能电池迅速发展,器件效率已经达到商业化应用要求。器件光活性层材料(供体与受体材料)与器件优化是获得高效率太阳能电池器件的关键,其中,前者更是基础与前提。为进一步提升光伏性能,丰富光伏供体材料种类,本论文通过改变末端基团,调控分子末端给体单元(D)与受体单元(A)的相互作用,从而改善分子填充因子(FF)及载流子迁移率;调节不同共轭π桥,拓宽分子吸收光谱,从而实现光谱与太阳光谱更大程度匹配,进而提升器件短路电流密度(Jsc)为出发点,设计合成了两类有机小分子给体材料,并确证了它们的化学结构,系统研究了目标化合物的热稳定性能、结晶性能、光物理性能、电化学性能、电荷传输性能、活性层共混膜形貌特征以及单活性层本体异质结型有机太阳能电池(BHJ-OPV)的光伏性能。主要研究内容和结果如下:1.设计合成了基于引达省并二噻吩(IDT)为中心给体核,咔唑烷基链为末端给体单元,4,7-二溴-5,6-二氟-苯并噻二唑(2F-BT)为受体单元,噻吩(T)与噻吩并噻吩(TT)为π桥的对称型有机小分子光伏供体材料(Cz-T-2FBT)2IDT和(Cz-TT-2FBT)2IDT。研究结果表明:以咔唑为末端基团,能够有效改善分子堆积和自组装行为,从而有益于分子性能提升;分子共轭度的增加,较平面的分子结构,有利于提高太阳光利用效率,从而获得高的Jsc。其中,以(Cz-T-2FBT)2IDT为给体材料,以PC71BM为受体材料,制作的BHJ-OPVs器件获得最大的能量转换效率(PCE),达到了5.93%。2.设计合成了基于茚并噻吩(IT)为中心给体核,咔唑烷基链为末端给体单元,2F-BT为受体单元,T与TT为π桥的不对称型有机小分子光伏供体材料IT(2FBT-T3Cz)2和IT(2FBT-TT3Cz)2。研究结果表明:改变分子末端基团,调控末端D-A间相互作用,对提升分子Jsc和FF有明显效果。以IT(2FBT-T3Cz)2为给体材料,以PC71BM为受体材料,制作的BHJ-OPVs器件的PCE达到了 5.81%,其中开路电压(Voc)高达0.97 V。这也是目前基于茚并噻吩的不对称小分子给体材料获得效率最高值。