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共轭聚合物的设计与合成一直是材料化学领域研究的一个热点,由于其具有可调控光电性能、适于溶液加工制备柔性器件等特点,因此它们在有机半导体领域具有广泛的应用前景。本论文的工作主要通过研究共轭聚合物结构与性能的关系,设计合成出一系列具有特殊光电性能、应用于有机电子器件的共轭聚合物材料,并针对其各自不同的特点,最终应用于聚合物太阳能电池和聚合物发光二极管方面。本论文第二章,设计开发了一系列新型带有不同烷基(烷氧基)链的[1,2,3]三唑并[4,5-g]喹喔啉(BTzQx)电子受体单元,首次报道合成了基于其与苯并[1,2-b：4,5-b’]二噻吩(BDT)电子给体的一系列交替共聚物,讨论了聚合物主链骨架中噻吩侧翼β位置和电子受体三唑并喹喔啉苯基上不同烷基(烷氧基)链,对聚合物的溶解性、光学和电化学以及光伏性能的影响。引入烷基(烷氧基)链到聚合物上可以适当的降低聚合物的最高已占据轨道能级,而过多的烷基(烷氧基)链会阻碍聚合物主链骨架上有效的π-π堆叠,从而降低太阳能器件效率,其中基于聚合物PBDT-BTzQx-EH-Cl(P2)的本体异质结型(BHJ)太阳能电池(PSCs)器件性能最好,通过添加PFN/Ca阴极界面修饰层,器件效率(PCE)达到2.24%。第三章里面,以苯并噻二唑为母体结构,合成得到两种具有强吸电子能力的电子受体单元-噻二唑并[3,4-g]喹喔啉(DTBTQx)和噻二唑并[3,4-i]吩嗪(DTBTBPz)。并且将它们与BDT电子给体聚合,将得到两个窄带隙聚合物PBDT-DTBTQx和PBDT-DTBTBPz应用于太阳能电池。研究了不同稠环受体结构对聚合物的光学、电化学以及光伏性能的影响,尽管它们的电池器件效率不高,但是这类具有超强吸电子能力的电子受体单元可以用于构建超窄带隙交替共聚物。第四章里面,通过双键把烷基噻吩和芴的9位连接起来,合成了一种新型的电子给体单元9H-9-噻吩基-亚甲基-芴,它拥有更好的平面性和更强的供电子能力。将其分别与不同的电子受体交替共聚,将得到一系列新的聚合物应用于太阳能电池。研究了不同电子受体单元对聚合物的光学、电化学以及电池器件性能的影响。其中基于噻唑并[5,4-d]噻唑为电子受体的聚合物PFTTTz-THF(P4),电池器件性能经过PFN/Ca双阴极修饰层修饰,效率提高到2.21%。同时,也将9H-9-噻吩基-亚甲基-芴,9H-9,9-二-烷基-芴,9H-9-双烷基-亚甲基-芴,咔唑基取代三苯胺电子给体与BTzQx电子受体聚合得到一系列聚合物,研究它们在光学、电化学以及太阳能电池器件性能方面的差异。其中基于9H-9,9-二-烷基-芴和BTzQx的聚合物PFDTBTzQ-2OC1(P1),太阳能电池器件经过优化后其效率达到2.42%。然后,还开发了一系列新型的电子给体取代亚胺桥连芴,并挑取其中三个与BTzQx电子受体聚合得到一系列窄带隙聚合物,研究了在苯胺上引入不同的取代基(甲基、F原子和三氟甲氧基)对聚合物的溶解性、光学和电化学的影响。第五章里面,合成了一系列基于萘并二呋喃(NDF)电子给体与稠环共轭的苯并三唑或者苯并噻二唑电子受体的聚合物,并且研究它们的不同受体单元对聚合物光学和电化学性质的影响,它们的太阳能电池器件正在检测进行中。第六章里面,从改性高空穴迁移率的芴-交替-联噻吩聚合物开始,将不同吸电子支链(丙二腈、1,3-茚二酮和4-硝基苯乙腈)接枝到聚合物主链上,得到苯乙烯基桥连吸电子支链的二维芴-交替-联噻吩聚合物。讨论不同吸电子支链对聚合物的光学和电化学性质的影响,也探索了这类聚合物作为活性层在电致发光器件中的应用。