喹喔啉衍生物由于合成简单，易功能化，成本较低等特点在众多领域都有广泛应用。其自身具有平面刚性结构，也是构建光电聚合物的重要单体。基于喹喔啉单元的有机分子化学结构和电子结构可修饰性强，通过骨架、侧链和取代基等修饰，易于调控分子的能级和吸光光谱，因此，当使用喹喔啉体系的共轭给体与球形富勒烯受体(如PCBM)及弱结晶性非富勒烯受体(如ITIC)均可表现出优异的光伏性能。在本工作中，基于结晶性较强的非富勒烯受体(o-IDTBR)，我们首次制备出侧链不对称喹喔啉(简称：不对称喹喔啉)基聚合物(TPQ-1)与之匹配。相比于侧链对称性喹喔啉(简称：对称喹喔啉)(HFQx-T)与o-IDTBR组合，“弱结晶给体-强结晶受体”组合能表现出更佳均匀的相分离尺度，从而获得更高的短路电流及能量转换效率。TPQ-1与o-IDTBR共混后器件效率为8.6%，加入15%的TB7-Th后，器件效率达到9.6%。

空穴注入层对有机发光二极管的性能有重要的影响，尤其是当器件中的空穴传输材料的最高占据分子轨道能级较深的时候。近年来有许多关于新型的溶液法空穴注入材料的研究。在本文中，我们对溶液法MoO₃薄膜使用了三种不同的处理方法来研究其对空穴注入性能的影响，即：在空气中150 ℃退火；在空气中150 ℃退火再紫外臭氧处理(UVO) 15 min；只进行UVO处理15 min。结果发现当MoO₃薄膜在空气中150 ℃退火后，器件的电流最小，空穴注入能力最差。而当MoO₃薄膜经过UVO处理后，器件的电流显著增大，工作电压大幅下降，器件性能接近于蒸镀的MoO₃薄膜的器件。更惊喜的是，这种改善在MoO₃薄膜仅作UVO处理后也可获得。经定量计算发现MoO₃薄膜经过UVO处理后的空穴注入效率能提高到约0.1。XPS分析表明通过UVO处理后，MoO₃薄膜中Mo⁵⁺成分减少并且薄膜表面的富氧吸附物被有效地消除，使得其化学计量基本与蒸镀的MoO₃薄膜相同。基于这种经UVO处理的溶液法MoO₃作为空穴注入层，器件的最大电流效率可达到48.3 cd∙A⁻¹。

有机-无机钙钛矿太阳能电池(PSCs)从2009年低于5%的能量转换效率到现在经过认证的超过22%的效率，成为科研热点和最有希望商业化的新型太阳能电池。在高性能的PSCs中，空穴传输材料是关键的一环，起到从钙钛矿活性层材料到对电极有效抽取和传输空穴的作用。本文在现有研究成果的基础上，对有机分子空穴传输材料在PSC中的应用进行总结，并强调分子材料结构对PSC器件性能(效率和稳定性)的影响。

有机太阳能电池具有成本低廉、质量轻、柔性可折叠以及可以大面积印刷等优点，受到广泛关注。但与无机太阳能电池相比，其能量损失较高。在有机光伏分子中引入氟原子是一种有效提高器件性能的分子设计策略。本文从氟原子特点出发，总结了氟化给体、π桥和受体单元对分子能级调控和形貌优化的作用，阐明了氟原子降低能量损失的内在原因；并通过代表性分子设计实例，简要阐述了氟化策略在高效聚合物给体材料、高效可溶性小分子给体材料以及高效非富勒烯受体材料中的应用；最后，对氟化策略的应用进行了总结，并展望了未来的研究方向。

有机太阳能电池(OPV)，具有质量轻、可成本低制备等优势，是一种具有实际应用潜力的光伏技术。有机太阳能电池活性层可以由共轭聚合物或溶液可加工的小分子材料(给体与受体)共混组成。由于小分子材料具有明确的分子结构，纯度可控及无批次差别影响的特点；并结合近年来非富勒烯小分子受体的快速发展，使得非富勒烯全小分子(NF-SM-OPV)电池研究受到广泛关注。由于大部分A-D-A型非富勒烯受体分子具有各向异性的特点，这使激子解离和电荷传输，很大程度上受分子间堆积方式的影响，导致非富勒烯全小分子电池活性层形貌调控更加复杂。虽然非富勒烯小分子太阳能电池具有非富勒烯受体材料和小分子材料的双重优势，但高效率非富勒烯小分子太阳能电池的制备，仍具有很大挑战。因此，本文总结近年来高性能非富勒烯小分子太阳能电池的相关进展。着重介绍针对非富勒烯受体的给体小分子材料设计工作，并在此基础上近一步讨论非富勒烯小分子太阳能电池面临的挑战与展望。

碳量子点(CQDs)作为一种新型荧光碳纳米材料，由于其较高的电子迁移率、较长的热电子寿命、极快的电子取出速度，可调的带隙宽度、较强的稳态荧光等独特的光电性质和可溶液加工、成本低廉的特点，使得CQDs在光电器件领域具有广阔的应用前景，近年来受到人们的广泛关注，重要的研究成果不断涌现。本文首先简要介绍了CQDs的合成方法、化学结构及其光电性质，然后总结了CQDs在发光二极管(LEDs)、太阳能电池(SCs)和光电探测器(PDs)等光电器件领域的研究进展，最后对CQDs的发展方向进行了展望。

因为导电高分子结合了金属与塑料的优点，他们一直受到很大的关注。但是他们的应用受到一些因素的影响，包括他们的电学性质，稳定性和可加工性。近来，导电高分子的性能得到很大的提高。他们在许多领域的重要应用被论证，比如透明电极，可拉伸电极，神经界面，热电转换和能量储存。这篇文章简单综述了导电高分子的电导提高和它们在热电转换，超级电容器和电池的应用。

电化学方波伏安及循环伏安测量表明，钙钛矿CH₃NH₃PbI₃晶体在有机电解质中的氧化还原过程伴随着化学降解。该化学降解源于CH₃NH₃PbI₃晶体中铅离子的还原以及碘离子的氧化。通过电化学伏安法可以测定晶体的能带。

在p-i-n型的钙钛矿太阳能电池中，聚3, 4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)作为最常用的空穴传输层(HTL)材料之一，由于其存在着吸湿性强以及能级与钙钛矿层不匹配等缺点，限制了它的应用。基于此，本文拟采用将左旋多巴(DOPA)和N, N-二甲基亚砜(DMSO)共同掺杂于PEDOT:PSS作为HTL的简单方法制备高性能p-i-n型钙钛矿太阳能电池。研究结果表明，DOPA和DMSO共掺杂PEDOT:PSS可以有效的调节HTL的能级并提高其导电性，器件的能量转化效率由13.35%显著提高到了17.54%。进一步研究发现，相比于未掺杂或单一掺杂的PEDOT:PSS，在DOPA和DMSO共掺杂的PEDOT:PSS上更有利于生长大尺寸、高结晶度的钙钛矿晶体；同时稳态/瞬态荧光和交流阻抗测试表明器件的内部载流子分离和传输更加有效。

在本工作中，我们以烷硫基噻吩基取代的苯并二噻吩(BDTT-S)为给体单元、5, 6-二氟取代苯并三唑(FBTz)和噻唑并噻唑(TTz)为弱吸收电子受体单元，设计合成了一系列宽带隙的无规三元共聚物给体材料。通过改变两个受体单元FBTz和TTz在聚合物中的摩尔比，有效调节了聚合物的光学、电化学、分子排列以及电荷传输性能。最终，使用非卤溶剂为加工溶剂，以三元共聚物PSBTZ-60为给体、ITIC为非富勒烯受体的聚合物太阳能电池(PSCs)获得了10.3%的能量转换效率(PCE)，其中开路电压为0.91 V，短路电流为18.0 mA·cm⁻²，填充因子为62.7%；与之相比，在相同的器件制备条件下，基于PSTZ:ITIC的PSCs仅获得8.5%的PCE，基于PSBZ:ITIC的PSCs也仅获得8.1%的PCE。这些结果表明：三元无规共聚能够作为一种简单且实用的策略去设计、合成高性能聚合物光伏材料。

已有研究普遍认为铅离子(Pb²⁺)诱导富G适体链形成的G-四链体(Pb²⁺-G4)比钾离子(K⁺)诱导富G适体链形成的G-四链体(K⁺-G4)更为稳定，因而Pb²⁺可以置换K⁺-G4中的K⁺，而且K⁺的存在不影响Pb²⁺-G4的稳定性。有趣的是本研究发现K⁺ (20 μmol∙L⁻¹–1 mmol∙L⁻¹)不仅可以诱导10 µmol∙L⁻¹ Pb²⁺稳定的T2TT(Pb²⁺-T2TT，杂合G4结构)发生构型转换，甚至还可取代Pb²⁺-T2TT中的Pb²⁺，形成K⁺稳定的T2TT (K⁺-T2TT，平行G4结构)，最终转化形成的K⁺-G4结构与单独K⁺诱导富G适体链形成K⁺-G4的构型基本一致。随后，进一步考察了另外7条富G适体链，发现这一转化过程具有一定的普适性。该研究结果为理解G4构型转化以及内嵌离子交换提供了新的视角，也为拓展G4在生化分析和生物领域的应用提供了新的理论基础。