体异质结有机光伏(OPV)器件中载流子的产生，分离，输运，复合和收集等行为对器件的能量转换效率有着重要影响。研究表明，载流子的这些行为与器件内部各层的电势分布直接相关[1]，但是目前缺乏有效的手段准确直观地表征器件内部的电势分布情况。我们利用扫描开尔文探针显微镜(SKPM)测量用离子束切割的方式获得的OPV器件横截面，建立了一种直接观测器件表面势的方法，而器件的表面势与电子电荷的乘积反映的是器件的真空能级。我们通过测得的真空能级分布曲线，可以定性地理解器件性能，例如开路电压，短路电流和填充因子等参数。进一步地，我们建立了一种外加偏压补偿法能有效地克服针尖平均效应，定量地给出活性层中的内建电势。应用这一方法，我们发现使用不同的受体材料能有效改变器件的开路电压，主要是因为改变了活性层中的内建电势。这一典型的例子，很好地表明了利用SKPM研究器件横截面的技术，广泛适用于其他种类的太阳能电池和薄膜器件。