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有机太阳能电池由于具有成本低,质量轻和柔性可大面积制备等优点,近几十年来成为光电池研究的热点。为了克服二元有机太阳能电池对太阳光谱利用率低的缺点,本论文主要以增强活性层的光子捕获为立足点,通过三元太阳能电池策略来提高电池的光电转换效率。三元有机聚合物本体异质结太阳能电池通过掺杂与原二元太阳能电池体系有互补光吸收或者改变能级排列的第三组分,来提升电池器件的吸收光谱和电荷传输能力。通过对活性层薄膜的电学、吸收-发射光谱、薄膜形貌、电荷传输等方面的表征,深入研究了器件的工作机理。为制备出高效率三元电池提供了大量的实验依据和理论分析。本论文的主要结论和创新点可归纳为:(1)首先通过改变旋涂活性层的转速,确认了活性层的适宜厚度。然后通过改变活性层薄膜的退火温度和退火时间来研究对器件性能的影响。相比直接晾干未做任何处理的器件,JsC提升了 7.46%,PCE提高了 25.63%。接着通过在活性层前驱液中添加溶剂添加剂DIO,有效的提高了电池器件的光电流密度和性能。相比未加DIO直接退火的器件,JSC由14.83提高到15.33mA/cm2,PCE由8.04提升到了8.38%。证明了溶剂添加剂可以很好的优化活性层的形貌,通过调节活性层自组装的过程,使活性层内部结构更加合理化,利于激子的解离和电荷的传输收集。(2)通过调节给体中的PBDTTPD组分制备了使用聚合物PBDB-T和PBDTTPD作为供体和小分子ITIC作为非富勒烯受体制造的三元本体异质结太阳能电池。通过在活性层中掺入少量的PBDTTPD可以实现高效率,从而导致激子产生速率的协同提高以及电荷载流子传输的良好平衡。发现供体之间的光诱导电子转移可以提高电荷分离率。该三元装置显示VOC对组合物的单调变化,这可以通过形态学前景的合金型给体共混物来解释。优化的三元太阳能电池的光电转换效率为9.36%,与二元太阳能电池相比提高了11.7%。