有机太阳能电池造价低廉,机械性能好,作为柔性器件在可穿戴电子设备方面具备重要应用前景。近年来,非富勒烯受体材料迅速发展,单节有机太阳能电池的能量转换效率已经突破18%。高效的有机光伏器件大都利用体异质结结构,电子给体和受体吸收光,在给受体界面拆分成电荷。在典型的非富勒烯光伏体系中,光生载流子的产生效率极高,理解和抑制载流子的损耗机制对下一步优化器件性能具备重要意义。为此,本文采用超快光谱学等方法检测了聚合物-小分子以及聚合物-聚合物等给受体组合中光生载流子形成和复合过程,实现利用氟化小分子受体抑制三线态损耗通道,以及通过介电屏蔽调控聚合物受体中局域缺陷态损耗。主要研究结果总结如下:1)在全聚合物体异质结中,调控介电屏蔽效应,可增强电荷转移态主导的空穴转移过程,抑制聚合物受体中的缺陷捕获损耗,提升光电转换效率。给受体共轭聚合物广泛应用在有机光伏体系,由于结构多样性,其激发态具备电子空穴空间重合的局域激发态以及电子空穴空间分离的电荷转移态等多种形式。瞬态吸收测试表明,在全聚合物异质结(TQ-F/N2200)中掺入粘性添加剂(PDPS),从聚合物受体N2200到聚合物给体TQ-F中的空穴转移显著提升,从聚合物给体TQ-F到聚合物受体N2200中的电子转移过程几乎不受影响。介电常数表征和荧光动力学测量发现添加剂提升异质结平均介电常数,介电屏蔽对局域激发态影响较小,而对电荷转移态影响显著,它们分别主导了异质结中的电子转移和空穴转移。N2200聚合物受体材料局域激发态几乎不参与电荷分离,为载流子损耗通道,介电屏蔽增强有效抑制局域态捕获载流子。研究结果实现材料的介电屏蔽调控聚合物的激发形态及其动力学,抑制损耗,优化光生载流子利用,为实现高效柔性的全聚合物电池提供重要依据。2)在聚合物-小分子异质结中发现氟化受体调节三线态能级排布有效抑制三线激发态复合通道。利用瞬态吸收光谱测试了一系列具有不同氟取代基数目的聚合物-小分子体异质结(PTQ10/IDIC、IDIC-2F、IDIC-4F,PTQ10/MO-IDIC、MO-IDIC-2F、MO-IDIC-4F)中的载流子产生和复合过程。在无氟受体的共混物中,我们检测到双分子复合产生三线态激子的终端复合通道,随着受体上氟取代基逐渐增多,三线态激子的产生逐渐被抑制。结合变温的超快动力学和化学计算,我们推测受体氟化增加的电荷转移三线态和受体三线态激子之间的能量失配是三线态激子被抑制的主要原因。研究结果揭示非富勒烯受体有机光伏的重要损耗通道,这对于新材料体系的设计提供了三线激发态层面的能级参考因素,提出抑制损耗的新的角度。