由于有可能实现大面积、柔性和低成本的太阳能电池,聚合物太阳能电池受到广泛关注.90年代以来,聚合物太阳能电池的研究工作取得了重大突破,发现了共轭聚合物作为电子给体,C<,60>衍生物作为电子受体的光诱导超快速电荷转移现象,这使给体和受体之间电荷分离的量子效率大大提高,接近100﹪,为此很多科学家投入到了这种具有广阔发展前景的聚合物太阳能电池的研究中.但是与无机太阳能电池相比,聚合物太阳能电池的能量转换效率还是偏低,为了进一步提高器件的能量转换效率,使聚合物太阳能光电池实用化,研究者们进行了很多的研究工作.该论文主要从聚合物太阳能电池中使用最为广泛的受体材料C<,60>的化学改性出发,通过在C<,60>球上引入促溶性基团来合成具有较好的溶解性,并与共轭聚合物有较好相容性的C<,60>衍生物,通过改善器件共混活性层的形态结构来提高聚合物太阳能电池的性能.近年来,C<,60>的化学修饰日趋成熟,合成方法日趋多样化,但是针对聚合物太阳能电池用的C<,60>衍生物的合成却很少报道.我们采用叠氮烷烃环加成反应和Prato反应合成了一系列具有较好溶解性的C<,60>衍生物,并用核磁共振、质谱、傅立叶变换红外、循环伏安法和紫外可见光吸收等手段对其进行了表征,发现这些化合物都较好的保持了C<,60>的能带结构,进而考察了各种促溶基团对衍生物溶解性及与共轭聚合物的相容性的影响,并对这两类衍生物的器件性能作了深入研究.由于小分子物质在聚合物中具有难以克服的团聚倾向,为了进一步改善给体和受体的界面接触,我们设计合成了一种C<,60>和对苯亚乙烯齐聚物共价链接的D/A型复合物,它可以同时充当给体和受体,但是由于初步合成的产物的光谱响应和溶解性都不是很理想,从而导致单独以该物质为活性层的器件的性能不好,但是只要进一步增加这种复合物中齐聚物部分的光谱响应,增加促溶基团的数目,估计可以使这类物质的器件性能有很大改善,该论文的工作为这些进一步的研究奠定了基础.PCBM是目前聚合物太阳能电池中应用最为广泛的电子受体材料,该文在参考前人的基础上成功合成了高纯度的PCBM,并对批量合成方法进行了优化,以我们合成的PCBM为受体材料的器件的参数表明各项指标均已达到文献报道的水平,从而为聚合物太阳能电池研究解决了原料短缺的问题,也为进一步的分子设计提供了依据.