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21世纪以来,光伏发电规模的扩大和持续发展有赖于光伏材料的不断革新和技术的不断进步。作为迅速发展的第三代光伏电池之一的有机太阳能电池,由于其具有制备工艺简单、重量轻,成本低、柔性好等优势受到越来越多的研究者的关注。然而,要想实现有机太阳能电池大批量生产的目标仍然存在很多阻碍,与硅基电池及其它光伏材料的器件相比于,能量转化效率（PCE）还需进一步研究提高。本文详细介绍了有机太阳能电池的发展历史及性能表征参数等,主要从拓宽有机太阳能电池活性层的吸收光谱范围出发,提高器件的整体性能。基于PTB7-Th:PC71BM体系,引进与PC71BM吸收互补的第二受体ITIC制备双受体器件,并在此基础上掺杂1-溴-4-硝基苯、1,8二碘辛烷,研究掺杂不同的添加剂对有机太阳能电池性能的影响,达到改善电池表面形貌,增加短路电流密度的效果。主要研究工作如下:在第二章中,以典型的太阳能电池的活性层PTB7-Th:PC71BM为基础,在其中加入与受体材料PC71BM吸收互补的非富勒烯受体ITIC（3,9-bis（2-methylene-（3-（1,1-dicyanomethylene）-indanone））-5,5,11,11-tetrakis（4-hexylphen yl）-dithieno[2,3-d:2’,3’-d’]-s-indaceno[1,2-b:5,6-b’]dithiophene）制备双受体有机太阳能电池,通过改变ITIC的掺杂量来提高有机太阳能电池的光吸收。实验相关数据表明,当ITIC的掺杂比例为10%时,器件的性能达到最优,短路电流密度(Jsc)为16.41mAcm-2,能量转换效率（PCE）由4.31%提升到6.17%。通过紫外可见吸收光谱,外量子效率等测试分析了器件各项性能参数的变化,发现富勒烯受体PC71BM与非富勒烯受体ITIC存在互补吸收,可以拓宽吸收光谱,进而收获更多的光子,产生更多的电荷,有利于提高短路电流,改善器件的性能。在第三章中,基于第二章的研究发现,硝基化合物1-溴-4-硝基苯的添加会影响有机太阳能电池的性能,本章选取达到性能最优的制备双受体有机太阳能电池的活性层掺杂比例(PTB7-Th:PC71BM:ITIC（10%）),在此基础上,添加不同质量比的1-溴-4-硝基苯进行相关光学性能测试,效率从6.17%提高到了6.60%,特别是填充因子（FF）获得了明显的提高,由47.28%增加到53.27%。通过基本表征手段来研究1-溴-4-硝基苯的掺杂对有机太阳能电池性能的影响,研究发现,1-溴-4-硝基苯的掺杂减弱了荧光的产生,有利于改善活性层薄膜的形貌,加快了激子的分离,有效地增强了器件的外量子效率（EQE）。在第四章中,基于第二章的研究,器件的活性层主体同样以性能最优的双受体(PTB7-Th:PC71BM:ITIC（10%）)为主,同时添加不同体积比的1,8二碘辛烷（DIO）。当添加量为2.0vol%时,器件达到了8.29%的高光电性能,提高了34%,其中短路电流密度达到了最佳Jsc=17.21mAcm-2。借助紫外可见吸收光谱、外量子效率和原子力显微镜等测试手段分析三元活性层吸收光谱的变化以及器件各项性能参数的变化发现,DIO的添加能够优化活性层的表面形貌,对电荷产生和电荷传输产生了积极的影响,从而获得高的能量转换效率。