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有机太阳能电池（Organic Solar Cells,OSCs）在最近几年发展迅速,各项性能逐渐接近硅电池,因此受到了广泛关注。有机太阳能电池具有生产成本低、重量轻、可制备柔性器件等特点,所以具有广阔的应用前景。其中,三元有机太阳能电池结构简单、吸收光谱宽,相比二元电池性能有明显的提升。所以针对目前二元有机太阳能电池吸收光谱窄、迁移率低等问题,我们合成了一种新型小分子材料DTBO。我们将DTBO分别掺入PTB7-Th:PC71BM和PTB7-Th:IEICO-4F两个体系中来探讨第三元的加入对器件性能的影响。本论文的主要工作如下:（1）设计并合成了新型小分子材料DTBO。在之前的研究中我们发现将香豆素7作为第三元材料加入富勒烯和非富勒烯体系中都能有效提升器件的性能,因此我们对香豆素7的分子结构进行优化获得了性能更为优异的小分子材料DTBO。通过优化,我们降低了DTBO的前线轨道能级,使得DTBO的能级与主体材料更加匹配,有利于电荷在DTBO与主体材料之间转移,提升器件性能。（2）研究DTBO在富勒烯体系中对太阳能电池性能的影响。我们把DTBO掺杂到PTB7-Th:PC71BM体系中使器件的光电转化效率（Power Conversion Efficiency,PCE）从9.1%提升到了10.4%,短路电流密度(Short-circuit Current Density,JSC)从18.7 mA/cm2提升到19.86 mA/cm2,填充因子（Fill Factor,FF）从62.29%提升到69.02%。掺杂DTBO可以减少器件的双分子重组、抑制陷阱辅助重组,器件性能明显优于掺杂香豆素7的三元器件,证明我们的优化策略十分有效。（3）研究DTBO在PTB7-Th:IEICO-4F体系中对器件性能的影响。在三元体系中DTBO能够拓宽器件的吸收光谱并实现从DTBO到PTB7-Th的能量转移。最终三元器件的光电转换效率从11.02%增加到12.48%,短路电流密度从24.94mA/cm2增加到26.43 mA/cm2。在三元器件中DTBO会与IEICO-4F之间形成氢键,因此影响了活性层中分子的π-π堆积,使三元器件表现出优异的电荷提取能力和低的电荷复合。我们将DTBO添加入PM6:Y6系统中也实现了类似的效果,将15.49%的光电转换效率提升到16.64%。本论文将氢键引入三元体系来构建高效的三元器件,而且探讨了活性层内部能量转移的机制和引入氢键后氢键对活性层内部分子堆积的影响,为未来三元材料的选取合成提供了新的思路。