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有机光伏器件（organic photovoltaic cell,OPVC）具有质量轻、低成本、材料来源广泛以及易溶液加工等优点,是光伏领域的研究热点之一。根据实现功能的不同,可以将OPVC分为有机太阳能电池（organic solar cell,OSC）和有机光电探测器（organic photodetector,OPD）两大类。其中,OSC的目的是将太阳能转化为电能,而OPD的目的是将特定波长的光信号转化为电信号。近几年来,通过光伏机理的研究和制备工艺的完善,OSC的能量转换效率（power conversion efficiency,PCE）已突破了14%,OPD的光探测率（photo detectivity,D*）已超过了1015 Jones数量级。然而,由于OPVC仍存在器件效率不够高、器件寿命低、制备生产环境要求高等问题,距离产业化尚需时日。鉴于此,本论文从提升OPVC光伏性能的角度出发,通过优化光活性层,对两步退火、三元掺杂以及两步制备法等优化工艺进行了研究,探索实现高性能OPVC的新途径。主要内容分为以下6个方面:1.两步退火法对三元OSC性能影响的研究通过采用poly（3-hexylthiophene-2,5-diyl）（P3HT）:[6,6]-phenyl-C71 butyric acid methyl ester(PC71BM):squaraine（SQ）三元光活性层为研究基础,引入了两步退火法,即溶剂退火及进一步的热退火对光活性层薄膜微观形貌进行优化。结果表明:两步退火增加了光活性层薄膜的光吸收,增强了P3HT的结晶性,优化了光活性层的微观形貌,促进了光活性层中各材料组分的自组装,将器件的PCE从1.32%提升到4.42%。本工作为三元光活性层的形貌优化提供了新的思路。2.高迁移率小分子掺杂对OSC中载流子传输特性影响的研究基于poly[[4,8-bis[（2-ethylhexyl）oxy]benzo[1,2-b:4,5-b’]dithio-phene-2,6-diyl][3-fluoro-2-[（2 ethylhexyl）carbonyl]thieno[3,4-b]-thiophenediyl]]（PTB7）:PC71BM光活性层为研究基础,向光活性层中掺杂高迁移率小分子材料TIPS-pentacene,研究了光活性层中载流子的传输特性。结果表明:TIPS-pentacene掺杂提升了光活性层中的空穴迁移率和平均空穴寿命,减少了光活性层中的载流子复合,获得了PCE为8.09%的器件,表明高迁移率小分子掺杂有利于改善OSC中的载流子传输。3.TIPS-pentacene掺杂对P3HT:PC71BM OSC器件性能影响的研究采用P3HT:PC71BM为光活性层,研究了TIPS-pentacene掺杂对OSC光伏性能的影响,并分析了TIPS-pentacene掺杂对光活性层中载流子迁移率以及薄膜微观形貌的影响。结果表明:掺杂0.6wt%的TIPS-pentacene能平衡空穴和电子的传输,增强P3HT的结晶性,优化光活性层的表面形貌,同时提升了OSC的开路电压、短路电流和填充因子。本工作拓宽了TIPS-pentacene掺杂在OSC中的应用范围。4.F?rster共振能量传递和溶剂后处理对OPD性能影响的研究基于poly（diketopyrrolopyrrole-terthiophene）（PDPP3T）:PTB7:PC71BM三元光活性层作为研究基础,研究了从PTB7到PDPP3T的F?rster共振能量传递,制备了从紫外到近红外区域均具有光响应的宽探测光谱OPD。结果表明:PTB7向PDPP3T:PC71BM二元体系的引入能够提升整个探测光谱范围的D*;溶剂后处理能够抑制PC71BM的团聚,降低薄膜的表面粗糙度,抑制OPD的暗电流。本工作为实现高探测率宽光谱OPD的制备提供了设计思路。5.两步制备法对OPD性能影响的研究基于两步制备法制备了P3HT/PC71BM双层结构光活性层,通过改变制备PC71BM层所用的混合溶剂比例,调控P3HT与PC71BM给体受体界面的微观形貌,研究了界面形貌变化对器件光电探测性能的影响。结果表明:PC71BM的向下渗透作用能够使光活性层形成三相分离结构,减小OPD的暗电流,增加OPD的光电流,获得1.23×1012 Jones的高D*,为制备高性能OPD奠定了工艺基础。6.基于电荷转移态材料的有机紫外探测与电致发光双功能器件的研究将一种电荷转移态材料6-[3,5-bis-[9-（4-t-butylphenyl）-9H-carbazol-3-yl]-phenoxy]-2-（4-t-butylphenyl）-benzo[de]isoquinoline-1,3-dione（CzPhONI）作为光活性层,制备了有机紫外探测与电致发光双功能器件。结果表明:在紫外探测模式下,器件在-3 V的D*为1.5×1011 Jones;在电致发光模式下,器件获得了1437 cd/m2的亮度和0.3 cd/A的电流效率。本工作为新型有机光电子器件的实现提供了设计思路。综上所述,本论文通过对OPVC中光活性层的设计与优化,深入研究了溶剂退火、热退火、三元掺杂及两步制备法等光活性层优化工艺,探索提高OPVC性能的方法,为制备高性能OPVC奠定基础。