有机小分子太阳能材料由于结构易调节,分子结构确定,生产批次可重复性高等优点受到广泛的关注。本论文综述了高效率的小分子给体材料和常见的小分子受体材料的发展现状。为获得高效率小分子给体材料,探究分子结构对器件性能的影响,本论文设计合成了以噻吩并异苯并吡喃（TiC）为供体（D）单元的（A’-D）₂A型小分子给体材料,并通过¹H NMR,¹³C NMR,MALDI-TOF-MS等方法表征分子结构,研究小分子给体材料的热稳定性能、结晶性能、光物理、电化学性能及器件性能,并模拟了小分子给体材料的分子结构和能级分布,研究结果如下:1.以双氟苯并噻二唑（DFBT）为中心受体（A）单元,噻吩并异苯并吡喃（TiC）为供体（D）单元,氰基罗丹宁（Rh）或茚满二酮（IDO）为末端受体（A’）基团构筑小分子给体材料（IDO-TiC-T）₂-DFBT和（Rh-TiC-T）₂-DFBT,系统地研究末端受体基团结构对小分子给体材料的性质的影响。研究结果显示,以茚满二酮为末端基团的小分子材料有着更强的结晶性和更好的光伏性能。在以PC₇₁BM为受体材料的本体异质结（BHJ）太阳能电池器件中,（IDO-TiC-T）₂-DFBT器件显示了7.55%的能量转化效率（PCE）,相对于（Rh-TiC-T）₂-DFBT器件的PCE值提高了40%。2.以（IDO-TiC-T）₂-DFBT（TiC12）为母体小分子给体材料,通过改变噻吩并异苯并吡喃（TiC）供体单元侧链的烷基结构,设计合成了含正己基,正辛基,正十二烷基的小分子给体材料TiC6,TiC8和TiC12,探究不同烷基侧链对小分子材料光伏性能的影响。研究发现:随着烷基链的增长,小分子给体材料的溶解度趋好,结晶性增强,光伏器件性能得到显著改善,在以PC₇₁BM为受体材料BHJ太阳能电池器件中,TiC12器件的PCE值较TiC8器件的PCE值提高了108%。3.以吡咯并吡咯二酮（DPP）为中心受体（A）单元,TiC为D单元,氰基罗丹宁或茚满二酮为末端受体（A’）基团构筑小分子给体材料（IDO-TiC-T）₂-DPP和（RC-TiC-T）₂-DPP,探究了DPP单元对小分子材料性能的影响,并与以DFBT为中心受体单元的小分子材料对比,探究了不同中心受体单元对于小分子给体材料性能的影响。研究表明,DPP单元可有效拓宽小分子给体材料的吸收光谱,增强分子结晶性,降低材料带隙,但同时会提高分子的HOMO能级,降低器件的开路电压(V_OC)。在以PC₇₁BM为受体材料BHJ太阳能电池器件中,（IDO-TiC-T）₂-DPP器件的PCE和V_OC分别为6.21%和0.75 V,与（IDO-TiC-T）₂-DFBT器件相比,器件的PCE和V_OC略有下降,但与（RC-TiC-T）₂-DPP相比,器件的PCE值提高了337%。