有机太阳能电池具有质量轻、成本低、柔性、可制成半透明器件等优点。活性层在有机太阳能电池的光电转化过程中发挥着至关重要的作用,目前活性层中应用最多的给体材料是基于给电子单元（D）与吸电子单元（A）构筑的交替聚合物。但是随着研究的不断推进,人们发现可以用于构建D-A交替共聚物的给受体单元非常有限。因此,研究人员采用无规共聚的策略将第三单元引入到D-A交替共聚物中,形成1D2A或者1A2D的无规交替共聚物。通过控制第三单元的引入量来调节共聚物的能级、光吸收范围、结晶性等物化性质,从而,获得性能优异的共聚物给体材料。然而,在二元交替共聚物体系中引入第三组分容易破坏原有的平面性,从而不利于电荷的传输。另外,无规共聚使得聚合物结构的无序性增强,整体的结晶性下降,从而影响活性层形貌和器件性能。因此,本论文精确设计合理第三组分单元引入到交替共聚物中,既保留原有体系的优势又改善给体的物化性能,从而提高有机太阳能电池的能量转换效率。本文采用明星给体PM6作为母体,引入不同比例的二（3-己基-噻吩）四氟苯单元（2HTPF4）,通过无规共聚的设计策略合成出了三个无规共聚物PM6-L1、PM6-L2和PM6-L3。2HTPF4单元具有很好的平面性以保证无规共聚物的平面性,此外,2HTPF4单元上具有多个强吸电子能力的氟原子能够有效降低共聚物给体材料的最高占有轨道（HOMO）能级,从而提高有机太阳能电池的开路电压(Voc)。另外,2HTPF4单元具有较好的结晶性,当共聚物引入10%的2HTPF4单元时形成较好的活性层形貌,PM6-L2与Y6共混制得器件的填充因子（FF）有了明显的提升,基于PM6-L2:Y6共混的器件效率达到了15.53%。结果表明,利用三元无规共聚策略能有效调控有机太阳能电池的光伏性能。为了研究引入具有不同烷基侧链的第三组分对共聚物分子堆积方式的影响,本章采用2-乙基己基取代2HTPF4单元中噻吩上的己基直链,合成出了二（3-（2-乙基己基）-噻吩）四氟苯单元（2EHTPF4）。将2EHTPF4作为第三单元引入PM6中,合成出一系列三元无规共聚交替物PM6-L4、PM6-L5和PM6-L6。通过对分子结构和光电性能之间关系的研究,结果发现烷基侧链的改变了分子堆积方式,增加了聚合物材料的溶解性,从而,能够形成更优的活性层形貌和平衡的迁移率。作为结果,基于PM6-L5:Y6共混的器件获得了更高的短路电流(Jsc)、Voc和FF,最终使得能量转换效率达到了16.14%,明显高于PM6:Y6的器件性能。因此,在无规共聚策略中,烷基链对三元无规共聚物的分子堆积、结晶性及相分离形貌均具有非常明显的影响,这为之后基于无规共聚策略中第三单元的选择提供借鉴作用。