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有机太阳能电池由于低成本、质量轻、可柔性制备等优点受到了广泛的关注和研究。研究人员通过调节有机光伏电子给体材料的能级和吸收光谱、选择有机光伏电子受体材料，使得有机太阳能电池的光电转换效率不断提高。本文系统了介绍了有机太阳能电池的发展、工作原理以及基于苯并[1,2-b:4,5-b?]二噻吩(BDT)的有机电子给体材料的发展现状。针对有机电子给体材料存在的光电转换效率不高、结构与性能的关系尚不清晰等关键科学问题，本文开展了基于 BDT和苯并二(噻吩并[3,2-b]吡啶)(BDPT)的 D-A型小分子和聚合物电子给体材料的设计合成，及其光物理、电化学性能与在本体异质结有机太阳能电池(BHJ-OSC)中的光伏性能研究，揭示了这些小分子和聚合物电子给体材料分子结构、BHJ-OSC制备工艺与电池器件能量转换效率的关系。本论文取得的主要研究结果如下： 1.合成了基于BDT和吡咯并吡咯二酮(DPP)的二维A-D-A型有机小分子电子给体材料BDTx-2TVTDPP和BDTy-2TVTDPP。研究了BDT单元在分子骨架上的取代位置对分子的热稳定、光物理、电化学和光伏等性能的影响。研究结果表明：（1）基于2，6位取代BDT的BDTx-2TVTDPP具有更好的结晶性和更窄的光学带隙(1.61 eV)；基于7，8位取代BDT的BDTy-2TVTDPP具有更低的最高占据分子轨道(HOMO)能级(-5.3 eV)和更强的光响应能力；（2）基于BDTy-2TVTDPP和富勒烯(PC71BM)的BHJ-OSC器件呈现了更高的能量转换效率(PCE)、开路电压(Voc)和短路电流(Jsc)，其PCE、Voc和Jsc值分别为2.85％，0.86 V和8.6 mA/cm2。 2．合成了基于BDPT和不同吸电子单元的A-A1型共轭聚合物PBDPT-DPP和PBDPT-Qx，系统研究了吸电子单元DPP和喹喔啉(Qx)对聚合物的热稳定性、光物理、电化学和光伏等性能的影响。研究结果表明：（1）与PBDPT-DPP相比， PBDPT-Qx的空穴迁移率提高了一个数量级，其空穴迁移率达到3.20×10-4 cm2V-1S-1；（2）PBDPT-Qx具有更低的HOMO能级(-5.52 eV)和更强的光响应能力；（3）基于 PBDPT-Qx和PC71BM的BHJ-OSC器件显示了更好的光伏性能，器件的PCE、Voc、Jsc和FF值分别为3.91%、0.86 V、8.86 mA/cm2和50.98%。 3．合成了基于8-苯基取代BDT和二噻吩并(1,4-环己二酮)的D-A型共轭聚合物P7和P8，研究了侧端引入2-乙基己氧基的数量对聚合物的热稳定性、光物理、电化学和光伏等性能的影响。研究发现：（1）聚合物 P7和 P8在光活性层中的堆积取向分别为edge-on和face-on，其中face-on的堆积取向较好促进了自由电荷的传输，提高了材料的光伏性能；（2）基于 P8/PC71BM和 PP8/ITIC的BHJ-OSC器件的PCE分别达到了8.5%和9.01%，其中PP8/ITIC器件的Voc、Jsc、FF值分别为0.90 V、16.69 mA/cm2和60.0%。