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有机半导体材料因其独有特性及其在现代有机半导体电子器件广泛应用，吸引了来自学界和工业界的广泛关注。不同于传统硅基无机半导体材料，有机半导体材料具有良好的柔韧性、成本低、合成简单、能大面积生产，能在温和条件下大面积制作等优点。有机半导体材料种类繁多，一般可按照材料的应用可以将有机半导体材料分为:有机场效应晶体管材料、有机电致发光材料、有机光伏材料、有机传感材料等;按照载流子的种类，我们又可以将有机半导体材料分为空穴传输材料和电子传输材料。其中，具有高迁移率的材料在薄膜晶体管中应用广泛且可作为现代半导体工业的逻辑单元，而备受关注。 多环芳烃化合物是基于芳香环稠合构筑的一类平面型、刚性分子，分子内的π-π堆积、高度有序，往往具有较高的迁移率，成为研究高迁移率材料的热点。并四苯及并五苯衍生物是一维线型结构多环芳烃的研究重点，但其操作稳定性、环境敏感性、以及难于溶液加工等问题限制了其应用。二维共轭多环芳烃结构具有可设计性强、易于官能化等优势，却因其受关注时间短、器件性能不及一维多环芳烃，而没有获得足够重视。因此，设计、合成具有较好的光物理性质和电化学性质的二维稠环芳香烃化合物，并进行相关器件研究，探究有机半导体分子结、构和性能之间的关系，对未来设计有机半导体分子提供重要的科学依据。为此，本论文设计、合成了一系列的稠环芳香烃半导体材料，并对它们的光物理性能和电化学性能进行了研究。主要内容如下: 第二章，设计合成了一个基于苯并噻二唑(BT)单元具有分子内D-A结构的稠环化合物。BT结构简单、易于合成、吸电子能力强、带隙窄，D-A结构的分子有利于分子内的电荷转移，容易调节分子的带隙和分子能级。在设计分子的基础上采用了新的合成方法来得到目标化合物LQ-1，研究了光物理性质、电化学性质和热稳定性，并进行了器件的表征，实验证明基于BT单元的稠环化合物有着不错的光电特性和热稳定性，是合适的OFETs材料，并获得了＞0.1 cm2/(Vs)的空穴迁移率。 第三章，π共轭核心拓展的三聚茚。三聚茚具有刚性结构，关于C3h对称，易于调节分子能级和光谱，基于以上优点，我们设计一种三聚茚的衍生物，通过Suzuki偶联和三氯化铁氧化脱氢关环得到目标化合物LQ-2，并对目标化合物进行了光物理性能和电化学性能研究。研究发现，溶剂对紫外吸收影响不大，但是荧光发射受溶剂极性影响显著，表明其激发态更容易受环境影响。电化学测试测得了化合物的HOMO能级为-4.93 eV，LUMO能级为-2.12eV，我们还需继续调节分子的能级与光电性能应用于半导体器件，初步晶体管器件表明其空穴迁移率达到10-3 cm2/(Vs)，不过比较有意思的，这个材料的存储窗口较宽，有可能是一种比较好的光存储材料，这部分研究尚待进一步探究。 第四章，基于Cadogan关环反应的染料桥联单元设计及应用。在第三章的工作中，我们发现Cadogan关环反应很容易得到类咔唑结构单元，咔唑单元是非常好的电子给体，基于这样的考虑，我们用类似方法合成一种噻吩并吲哚的类咔唑结构，并应用于太阳电池敏化剂的合成，获得两个D-π-A结构的分子，研究了不同数量的吸附基团的分子结构与光物理性质和电化学性质之间的关系，对这两个分子进行了DSSC器件的研究，分别获得了7.30％和6.08％的光电转换效率。 最后，我们总结了在多环芳烃单元构筑及其在有机光电器件中应用，初步研究结果表明我们课题设计思想合理，材料性能较好的反映了其结构设计理念。