发展近红外材料在光伏器件中的应用具有重要意义。在太阳电池领域,近红外光伏材料的引入可以扩展活性层对于太阳光谱的利用范围,有效提升器件的短路电流密度及最终的能量转化效率。在光电传感领域,近红外光电探测器延伸了人类对环境的感知边界,其身影活跃在夜视成像、通讯遥感、生物医疗、人工智能等众多领域。人类对于近红外光的探索催生了红外有机光伏材料的开发,而光伏材料的发展又一次次推动了光伏器件的革新。本论文围绕基于有机近红外材料的光伏器件开展一系列的研究工作。第二章工作围绕基于近红外受体材料（N2200）的全聚合物太阳电池开展研究,将N2200与酰亚胺苯并三唑类材料（PTz BI）组合,构成全聚合物活性层体系,并分别采用氯苯和2-甲基四氢呋喃两种加工溶剂制备器件,发现不同的加工溶剂会显著影响最终的器件效率。本章工作依次从器件的光电性能、器件内部载流子传输动力学行为、器件的活性层微观形貌、高分子溶液中分子的聚集态这四个方面进行探究。本章工作一方面实现了器件性能的突破,10.86%的能量转化效率处于当时全聚合物体系器件效率的最高水平;另一方面揭示出器件性能差异背后的深层次原因,即给、受体分子在聚合物溶液中具有强的预聚集性质是实现基于N2200的全聚合物太阳电池优异器件性能的关键因素,这一结论有可能适用于基于其他材料体系的全聚合物太阳电池,为未来进一步提升全聚合物太阳电池的器件效率提供了理论指导。第三章工作利用全聚合物体系在机械稳定性及热稳定性方面展现出的固有优势,开发高性能的全聚合物近红外光电探测器。针对活性层体系中受体材料N2200在红外光谱区域吸收系数的不足,选取了一种苯并二噻吩类近红外聚合物给体材料（PTB7-Th）,将其作为第三组分添加到原二元活性层体系,PTB7-Th的引入增强了器件对于红外光子的捕获能力,延伸了器件的探测光谱范围。在此基础上,通过溶剂熏蒸退火延长活性层成膜动力学过程,改善共混膜内三元组分的分子堆积结构,优化共混相分离形貌,有效促进了器件内部的电荷产生并减少电荷复合。最终进一步提升了器件的外量子效率及响应度。上述组分调节与形貌调控这两条策略协同地提升了全聚合物红外光电探测器的综合性能。本工作成果为面向溶液加工的有机光电传感器阵列的器件性能提升提供新的思路。第四章工作致力于实现窄带近红外探测功能探测器,充分利用了有机半导体材料中光生Frenkel激子结合能大、扩散距离小的特点,首次实现了基于“激子解离窄化”原理的自滤光窄带光电探测器。利用瞬态光谱学测试结合蒙特卡罗模拟建立起器件内部的激子解离模型,并由此计算出光生Frenkel激子在器件内部的浓度分布。基于此,利用层级器件结构操控不同波长光激发所产生的激子的解离效率,并最终利用激子解离窄化策略从宏观上对探测光谱进行调制。该策略在有效压制探测窗口外光谱响应的同时,能够很大程度地保持对检测光谱波段的探测灵敏度,此外,该自滤光窄带光电探测器具有普适性,通过调节给、受体材料的组合即可实现探测峰位置和半峰宽的自由调节,最终实现了一系列半峰宽约为50 nm,峰值比探测率约为1013 Jones的自滤光窄带有机光探测器。本工作中所提出的新型器件结构及其工作机理为新一代光电探测器的技术革新注入新的活力。第五章工作将研究重点聚焦于波长为940 nm的近红外太阳光谱辐射窗口,针对上一章工作中的器件在940 nm处展现的响应度弱势,通过器件结构的进一步改进,调控了器件内部的陷阱态密度分布,降低了光生电荷复合损失,使基于新型器件结构的窄带探测器在940 nm处的峰值外量子效率提升至接近60%。本工作中的可见盲-近红外窄带光电探测器的探测峰处于太阳光谱辐射窗口,一方面可以有效屏蔽可见光的干扰,一方面减低了探测光源与环境光源的光谱重叠。而对于陷阱态的调控又大幅提升了器件对于目标信号的响应度,这三个方面协同地提升了其对于微弱红外光辐射的检测能力。在此基础上,进一步制备了中尺寸的柔性器件,利用反射式的光体积描记技术成功实现了对人体心率的无创实时监测。本工作中的新型器件结构及陷阱密度调控方法有望助推可穿戴智能电子设备的商业化进程。