低成本、轻质量、柔性以及可溶液加工等众多优点,使有机太阳能电池受到科研人员的广泛关注。有机太阳能电池已经具有了基本成熟的器件结构,其核心是体异质结型的给受体活性层,高性能给受体的研发都会带动器件效率的明显提升。2015年,A-D-A型稠环小分子受体应用于有机太阳能电池之后,有机太阳能电池获得飞速的发展。稠环受体材料不同于富勒烯衍生物,这类材料通常由中心稠环核、侧链以及端基构成,具有容易调节的吸收光谱,其吸收很多都能达到近红外区域;通过分子的简单修饰,可以轻易的调节能级,达到改变器件开路电压的目的;此外,分子结构的调节还可以改善结晶性。因此,稠环受体材料具有巨大的潜力。本论文的研究就是基于稠环小分子受体材料,在中心稠环核研发的基础上,利用端基策略,将中心核连接不同的端基,探索不同端基对分子性能的影响,并从中筛选光伏表现优异的分子。首先,在第一章中,简单介绍了有机太阳能电池的研究背景及其相关知识,包括器件结构、界面层材料、工作原理、性能参数和给受体材料的发展,提出了本论文的设计思想。在第二章中,分别以单甲基化噻吩端基和双甲基化噻吩端基设计合成了两个端基不同的分子IDTPC-Me和IDTPC-DMe,并结合不含甲基的噻吩端基分子IDTPC,系统探究了不同甲基数噻吩端基对分子光谱吸收、能级和光伏性能的影响。随着端基甲基数量的增加,分子性质发生相应的改变,器件的开路电压、短路电流密度和填充因子呈现有规律的变化,前者升高,后两个下降,但变化程度不同。最终,基于IDTPC-DMe(9.3%)的器件获得略高于IDTPC-Me(9.2%)的PCE,却都低于IDTPC的12.2%。在第三章中,考虑到稠环中引入氮原子可以使分子的吸收红移,但对含氮稠环的现有研究较少,设计合成了两个基于氮杂稠环中心核的受体小分子BDTNBF和BDTN-Th,其端基选用之前表现不错的2FIC和Th IC,探究了含氮杂稠环小分子的光电性能以及不同端基对其的影响。结果,两个小分子虽然能级有一定的差异,但却具有极其相似的光谱吸收,而且基于这两个分子的器件的光伏特性表现出巨大的差异。基于BDTN-BF的器件由于具有更高的短路电流密度和填充因子而获得更好的器件效率(11.54%)。在第四章中,继续探究不同类型端基对分子性能的影响。选用的三个端基分别是氟化的苯基端基、氯化的噻吩端基和甲基化的苯并噻吩端基,中心核基于新型萘核,合成了三个受体小分子NITT-BF、NITT-Th Cl和NITT-Me BT。由于端基修饰基团的吸(给)电子程度的区别,而使分子性能呈现规律的变化。端基的卤化使分子吸收红移,LUMO能级降低;甲基化使分子吸收蓝移,LUMO能级升高。同时由于NITT-Me BT分子端基与中心核明显的二面角影响了分子结晶性。结果,基于NITT-BF、NITT-Th Cl和NITT-Me BT的器件表现出开路电压逐渐升高、短路电流密度和填充因子逐渐降低。基于NITT-BF的器件获得最优的光伏性能,得到12.3%的PCE。