苝酰亚胺衍生物具有稳定的化学结构，独特的光、电化学性质，以及在可见光及近红外光谱区有很好的吸收，所以这类化合物一般在有机光电器件中作为典型的n-型有机半导体材料得以广泛的应用。并且苝酰亚胺衍生物已经被广泛的应用在包括有机发光二极管(OLEDs)、光伏器件、场效应晶体管(OFET)和其它有机电子器件中。由于这类材料可通过结构优化来提高在器件中的光电转换效率，并且制膜工艺也是有效提高太阳能电池的效率的重要途径之一。因此，设计、合成具有溶解性的苝酰亚胺衍生物，并研究其薄膜的光电性质一直是科学界的研究热点。本文设计、合成了含有不同取代基的三种苝酰亚胺衍生物：N, N’-二异辛基-1,7-（对叔丁基苯氧基）-3,4,9,10-苝四羧酸(PITD)、联苯桥联苯并咪唑苝衍生物(BIDP)和硝基取代苯并咪唑苝(NBZP)，通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、热失重谱图和核磁共振氢谱分别对这三种化合物进行了结构表征；然后研究了这些化合物在溶液中的光物理性质，以及HOMO能级和LUMO能级。以证明了不同取代基对苝酰亚胺衍生物的光物理性质和能级的影响。然后通过紫外-可见吸收光谱来观察这三种苝酰亚胺衍生物在水合肼作用下形成阴离子自由基的程度，进而选择合适的工艺来配比电沉积制膜的电解液，通过以ITO导电玻璃和铂片分别作为阳极和阴极，使用电化学的方法制备苝酰亚胺薄膜。再通过紫外-可见吸收光谱、SEM和X-射线衍射来对着三种化合物薄膜的光物理性质、表面晶粒的生长机制和薄膜的形貌进行了分析。由于PITD具有良好的溶解性，因此可以通过相转移自组装法得到一维纳米状的PITD，然后通过紫外-可见吸收光谱，荧光光谱，SEM和XRD对其纳米结构进行表征，证明了：这些微纳米结构是排列顺序规则和分层的结构。