本发明涉及有机半导体材料技术领域，具体涉及苝酰亚胺季铵盐型太阳能电池电子传输层材料及其制备及应用，其结构通式如式Ⅰ所示：其中，R基团选自烷基，芳基，羰基和酰胺的任意一种。本发明以苝酰亚胺为核心结构，通过与简单的卤代烃反应，合成得到具有良好的可水醇溶性质的季铵盐产物，苝酰亚胺结构的可见光吸收范围与太阳能电池的活性层能够很好地互补，作为材料能够提高电子传输层的LUMO能级，进一步提高器件的开路电压与短路电流密度，最终实现高的光电转化效率；且本发明的合成方法简单高效，且稳定性和重复性好，成本低、具有普适性，易于规模化生产。