太阳能作为地球上清洁能源的主要来源,对环境十分友好。太阳电池作为将太阳能光转化成电的经典方式,在近年来获得了很大的进展。其中有机太阳电池(OSCs)作为一种经济可行并且很有发展前途的清洁能源利用方式受到了研究领域的密切关注。全聚合物太阳电池(all-PSCs)作为具有较强机械稳定性和热稳定性的OSCs,在研究人员不懈的探索下可获得了10%以上效率。其中基于NDI的N2200作为最成功的高电子亲和性和高电子能动性的聚合物受体使得all-PSCs获得了里程碑式的进展。第二章针对具有正置结构的基于PBDB-T:N2200体系的all-PSCs,将IDIC作为第三组分并研究了对器件性能的影响。IDIC的能级与PBDB-T和N2200的能级相匹配,并且发现IDIC膜在500-800 nm处具有较强的吸收系数,这会弥补PBDB-T:N2200膜在500-800 nm波长范围内吸收弱的缺点。研究发现当在PBDB-T:N2200共混膜中添加适量比重的IDIC时,会使活性层形成更均匀更连续的网络互穿结构,形成良好的相分离。还能提高电荷收集效率和激子解离效率。使得器件的能量转换效率(PCE)从6.08%提升到6.98%。IDIC作为第三组分时还能提高器件的稳定性。第三章进一步研究了基于PBDB-T:N2200体系all-PSCs的界面相容性。实验发现,在PBDB-T:N2200共混层中加入同时具有亲油甲氧基基团和亲水醛基基团的对茴香醛(AA)作为添加剂后,电池中的界面相容性得到了很大改善。AA在活性层旋涂过程中会完全挥发,没有残留,这意味着AA作为添加剂不会影响all-PSCs的稳定性。研究发现,AA会影响活性层中材料的聚集,使活性层形成更好的网络互穿结构和更均匀的相分离,可以促进激子解离和电荷传输。另外,由于AA同时具有亲油和亲油两种基团,所以AA不仅能够改善给受体之间的界面相容性,提高给受体界面处的激子解离效率;还能够改善PBDB-T:N2200层与空穴传输层的界面相容性,减小界面接触电阻,促进载流子传输。同时,AA作为添加剂使得器件的PCE从6.29%提升到了7.24%。第四章研究了在PBDB-T:N2200体系的all-PSCs中不同批次的N2200由于分子量的不同使得器件性能产生的差异。本实验中将具有不同分子量的N2200作为受体制备了PBDB-T:N2200体系的all-PSCs。分析发现,较高分子量N2200制备的电池的PCE(6.08%)与较低分子量的N2200制备的电池的PCE(5.81%)比相对较高。实验发现和较低分子量N2200制备的all-PSCs相比,用较高分子量N2200制备的all-PSCs不仅能够使共混层形成更均匀精细的纤维结构,还可以促进电池的电荷收集和激子解离,提升器件的迁移率。在本文中,研究发现了将IDIC作为第三组分加入到PBDB-T:N2200体系,将AA作为PBDB-T:N2200体系的添加剂,将具有高分子量的N2200作为PBDB-T:N2200的受体都会使得基于PBDB-T:N2200的all-PSCs性能得到提升。