有机太阳能电池（Organic solar cell）因具有柔性、重量轻、绿色环保且易大规模生产等优点很有潜力发展成为下一代新能源光伏技术。目前制约有机电池效率提升的主要因素有活性层光能吸收不充分、载流子迁移率不平衡以及激子复合损失等。为改善这些问题本文采用三元有机电池策略首次将荧光染料C545T和Coumarin7（C7）作为第三组分掺杂到PTB7-Th:PC₇₁BM和PTB7:PC₇₁BM主体系并最终促使器件性能获得了显著提升。本论文将从以下几方面进行阐述:1.我们创新性的将染料C545T掺杂到PTB7-Th:PC₇₁BM主体系制备三元有机电池。能级、吸收光谱以及表面能测试表明C545T满足作为第三组分掺杂的基本条件。通过参数优化三元电池PTB7-Th:C545T:PC₇₁BM最终取得了10.69%的最高效率,相比主体系效率提升超过20%。通过对器件的光谱、电学特性以及薄膜形貌进行表征,我们发现C545T不仅能与PTB7-Th发生能量转移优化激子传输路径,还能通过与PC₇₁BM间的π-π堆叠调制主体系活性层中严重的垂直相分布从而有效地改善相分离域尺寸、激子扩散域宽度以及电荷传输域长度。所以器件的光谱吸收、激子解离、电荷迁移率以及激子复合同时得到改善并最终提升了器件效率。2.基于C545T垂直分布相调制,为了探究发光染料是否能与主体系产生其它有利于器件性能提升的特殊作用,经过筛选我们首次将染料C7作为第三组分掺杂到PTB7-Th:PC₇₁BM主体系制备三元有机电池并取得了12.45%的最高器件效率,相比主体系效率提升超过30%。这要归因于C7分子上的N-H键能够与PC₇₁BM形成分子间氢键,这不仅极大地增强了PC₇₁BM的拉电子能力和给受体间的π-π堆叠还能有效的改善体异质结纳米纤维状形貌和相分离域尺寸。所以促使器件的吸收光谱、载流子迁移率以及单双分子复合同时得到改善并最终提升了器件效率。3.为了验证C545T和C7是否会在其他主体系起到类似调节作用,我们又将其分别掺杂到PTB7:PC₇₁BM主体系中制备三元有机电池。测试结果表明C545T和C7在两种主体系中的主要调节机制相同,三元电池PTB7:C545T:PC₇₁BM和PTB7:C7:PC₇₁BM最终分别取得了9.42%和10.28%的器件效率。本文首次将传统有机电致发光材料成功应用在有机光伏电池领域,证明发光染料通过三元策略也能有效提升电池的光电性能。所以拓宽了有机光伏材料的选择范围,对今后光伏材料的合成以及三元电池选材具有一定的参考和借鉴意义。