有机太阳能电池（OSCs）,具有成本低、加工性能好、材料结构多样以及可以大面积低成本印刷制备等优点,成为有机光电领域和光伏领域的热门研究方向。为了实现OSCs低价大规模商业化应用,还需要在材料（包括活性层材料、界面层材料和电极材料等）、器件工业、器件寿命等各个方面进行更深入的研究与探索。本论文主要是设计合成了一系列新型的可湿法加工的有机小分子材料,将其作为阴极界面层（CILs）应用于OSCs,探究了其对有机太阳能电池器件性能的影响。研究内容如下:（1）设计合成了三个新型的含氮、氧和硅并具有双性离子成分的非共轭有机小分子阴极界面材料（HDSID、SPSID和STSID）。研究结果表明,经过小分子阴极界面材料修饰的PTB7:PC₇₁BM基器件和PM6:Y6基器件的光伏性能显著提升。OSCs器件光伏性能提升主要原因是Al电极经阴极界面材料修饰后表面功函数（WF）的降低,有效调节了电极和活性层之间的接触势垒,从而形成良好的欧姆接触,有利于电荷的传输,从而提升器件的光伏性能。其中,经HDSID修饰的PTB7:PC₇₁BM基器件的PCE达到8.96%,基于PM6:Y6的制备的器件取得了15.57%能量转换效率。值得注意的是,这些低成本的水/醇溶性CILs为OSCs的商业化提供了新的策略。（2）基于MSAPBS骨架结构合成了三个基于铵盐的离子型化合物SADBS、NDBS和HSTD,基于SAS骨架结构设计合成了离子型化合物DBS,并将这些离子型化合物作为阴极界面层应用于有机太阳能电池。经研究发现,将离子型化合物作为阴极界面修饰层时OSCs器件性能得到改善。特别的,在PTB7:PC₇₁BM体系中,以HSTD为阴极界面的器件的PCE可达8.33%,基于DBS的器件的PCE可达8.48%;在PM6:Y6体系中,以HSTD为阴极界面的器件的PCE可达14.60%,基于DBS的器件的PCE可达14.34%。本论文中通过对小分子阴极界面材料的研究,发展了系列具有普遍适用性的可溶液加工的新型有机小分子阴极界面材料,并将其作为阴极界面层应用于OSCs研究其光伏性能,显著提升的器件性能展现出小分子阴极界面材料在OSCs的商业化过程中的巨大潜力。