有机太阳能电池因具有成本低、重量轻、可制备柔性器件等优点受到广泛关注。其中，以聚合物或小分子材料为给体、以富勒烯衍生物为受体制备的体异质有机太阳能电池已成为目前一大研究热点。深入研究有机给体材料结构与性能关系有助于改进分子设计，提高光电转换效率，实现市场化应用。本论文选取几种有代表性的聚合物和小分子作为给体，与富勒烯衍生物受体共混制备了溶液加工的体异质结有机太阳能电池器件，揭示了给体分子结构与器件性能的关系，并对几种有潜力的给体材料进行了性能优化，研究内容与结果概述如下：　　 1.比较了三种主链给体单元不同的连噻唑聚合物的光伏性能，发现采用不同给体单元可方便地调节连噻唑聚合物的带隙和能级，对聚合物HOMO能级的调控作用更明显。与二苯并吡咯和二噻吩并吡咯给体单元相比，二噻吩并噻咯给体单元与连噻唑受体单元共聚得到的聚合物光伏性能更好。基于此材料的器件经优化可获得2.86％的光电转换效率。　　 2.比较了三种噻吩-连噻唑聚合物中烷基侧链的不同对聚合物性能的影响，发现烷基侧链对聚合物的光吸收行为影响显著，但对聚合物能级和带隙则几乎没有影响。具有中等体积烷基侧链的连噻唑-噻吩聚合物经器件优化可获得最高2.68％的光电转换效率。　　 3.研究了一种二噻吩并苯-连噻唑聚合物太阳能电池活性层形貌与性能的关系。通过调整给受体配比和添加剂用量可方便的调控共混膜的相分离形貌，优化器件性能。活性层内适度地相分离可产生更为平衡的电荷传输，有助于减少复合损失，增大光电流的产生，提高器件效率。经形貌调控可将器件效率从2.21％提高到3.2％，提升约45％。　　 4.比较了三种具有不同侧链的并噻唑聚合物的光伏性能，发现与主链给体单元相连的侧链如具有更强的供电子能力、且能在垂直主链方向形成π-π共轭，则有助于提高材料的吸收性能并提高器件效率。具有较优分子链结构的并噻唑给体聚合物可获得最高4.33％的器件效率。高效率的获得主要得益于因强吸收和强光响应产生的更高的光电流。　　 5.比较了两种带有不同侧链末端基的二维共轭噻吩-芴共聚物的性能差异，发现侧链末端基的微小差异可使相分离尺度和空穴传输性能产生很大不同，进而影响器件效率。末端带有丙二腈基的共聚物相分离尺度更小，空穴迁移率更高，可获得1.33％的器件效率，而末端带有腈基乙酸酯基的共聚物效率只有0.48％。　　 6.研究了添加剂在一种三苯胺-噻吩-苯并噻二唑小分子有机太阳能电池中的应用，发现在使用1％体积分数的烷基二硫醇添加剂可将器件性能提升30％，达到2.86％的光电转换效率。效率的提高可归结于使用添加剂造成的适度的相分离、增强的光学吸收、增加的空穴传输迁移率以及相对更为平衡的电荷传输。　　 7.采用一种新的具有三维星型D-A-D结构的小分子与富勒烯受体共混制备了体异质结有机太阳能电池，并对性能进行了优化，获得了4.28％的光电转换效率。分子宽而强的吸收、相对较高的迁移率、较低的HOMO能级、共混膜中具有纳米级相分离结构是其获得高效率的内在原因。