全聚合物太阳能电池(all-polymer solar cells,all-PSCs)相比于富勒烯和非富勒烯有机小分子体系的聚合物电池,具有优异的热稳定性和良好的机械稳定性。近年来,All-PSCs引起了国内外的极大关注,成为新能源领域和材料领域的研究热点。但是,目前all-PSCs的能量转化效率(power conversion efficiencie,PCE)仍低于非富勒烯有机小分子体系的最高效率。本论文以p型共轭聚合物给体和n型共轭聚合物受体共混制备高效率的all-PSCs,系统研究了器件的热稳定性;制备了高效全聚合物太阳能电池,并同时探究了大面积all-PSCs的光伏性能,取得的主要研究成果如下:1.给体与受体同为聚合物的all-PSCs由于其优异的器件稳定性引起了极大的关注。然而,迄今为止尚未报道对all-PSCs的热稳定性的系统研究。本论文以氟取代的宽带隙聚合物给体材料PFBZ和窄带隙聚合物受体材料N2200为活性层制备了高效且热稳定性优异的all-PSCs。PFBZ:N2200具有互补的吸收光谱,匹配的能级和良好的共混物形貌,最终优化器件在150℃退火15分钟后获得高达8.1%的PCE,同时获得0.90 V的高开路电压,电流密度Jsc为13.5 mA cm-2,填充因子FF为67.0%,并且具有0.56 eV的低能量损失。值得注意的是,效率为8.1%是无添加剂的all-PSCs文献中已报道的最高值。当热退火时间延长至180分钟或温度升高至250 ℃时,电池效率仍超过7%,该全聚体系具有良好的热稳定性。这些结果表明,基于PFBZ:N2200的all-PSCs具有较高能量转化效率和优异的热稳定性,有利于实现有机太阳能电池的工业化应用。2.为了进一步提高all-PSCs的能量转化效率,我们选用吸收更强的窄带隙聚合物PZ1为受体,以含氟宽带隙聚合物PM6为给体,共混制备all-PSCs。共混膜具有互补的吸收和能级,优化后混合膜具有良好的结晶性,较强的face-on排列以及合适的相分离,最终获得了效率高达1 1.2%的all-PSCs,同时获得0.96 V的高开路电压Voc,17.1 mA cm-2的高电流密度Jsc,较高的填充因子FF为68.2%。11.2%的效率是目前已报道的二元all-PSCs中的最高效率,并且该电池在氮气保护的手套箱中不避光放置80天,仍然保持90%以上的效率。同时,我们制备了大面积和不同膜厚的all-PSCs,在面积为1.1 cm2时仍然具备高的能量转化效率9.2%,活性层厚度为205 nm时能量转化效率还能达到8.2%。这些结果表明该全聚体系适用于卷对卷的加工方式。