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有机三元太阳能电池是一种新颖的改善器件性能的方式,近年来世界上越来越多的小组投入到有机三元太阳能电池的研究中。本文结合当前研究进展以及实验室的条件,研究了在传统PTB7:PC70BM二元混合有机太阳能电池中分别掺入Bis-PC70BM以及PC60BM作为第三种组分,对器件性能的影响。首先我们研究了掺入Bis-PC7oBM的情况。当掺入3%的Bis-PC70BM时,所制得的PTB7:Bis-PC7oBM:PC7oBM三元太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子以及能量转换效率相较于PTB7:PC70BM二元电池均有提升,其中能量转换效率为7.00%,相较于二元电池能量转换效率的6.07%提高了15%。当将掺杂浓度继续增大到5%时,器件的能量转换效率降低。相较于二元太阳能电池,掺杂3%Bis-PC70BM的三元太阳能电池并联电阻增大,器件内的复合情况降低。原子力显微镜图像表明器件表面形貌更为平整,均方根粗糙度从二元电池的1.87nm降低到1.80nm,表现出更好的填充因子。另外,在Jsc条件下,掺杂3%Bis-PC70BM的三元电池的Jph/Jsat为97%,高于二元电池的96%。随后我们研究了掺入PC60BM的情况。同样地,当掺入3%的PC60BM时,所制得的PTB7:PC6oBM:PC7oBM三元太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子以及能量转换效率相较于PTB7:PC70BM二元电池均有提升,其中能量转换效率为7.39%,相较于二元电池能量转换效率的6.13%提高了21%。当掺杂浓度进一步增大到5%时,器件的能量转换效率也开始降低。原子力显微镜图像表明掺杂3%PC60BM的三元混合薄膜的表面更加平滑,均方根粗糙度从二元电池的1.87nm降低到1.72nm。同时,相较于二元电池,掺杂了3%PC60BM的三元电池的激子解离效率也有显著改善,器件的激子解离效率从二元电池的87%提升到掺杂器件的94%。实验结果表明,使用Bis-PC70BM或PC60BM掺杂PTB7:PC70BM可以有效提高聚合物太阳能电池的性能。