聚合物太阳能电池(PSCs)作为新一代能源技术之一,因其低成本的溶液加工以及在柔性方面应用的潜力,受到广泛的关注。经过近几十年的发展,给受体新型材料的不断涌现,PSCs的光电转换效率(PCE)已经超过18%。未来要实现高速“卷对卷”加工成产品,降低生产成本以及增加PSCs性能的可重复性,需要简化器件加工工艺,尽量用最简短的生产工序就能有效的达到PSCs优异的性能。然而现在报道的大部分高效率体系PSCs需要经过添加剂或后处理,这些步骤会增加生产工序以及高温热退火可能降低PCE的可重复性。发展无需添加剂和前后处理的原生(AS-CAST)PSCs为其将来商业化应用具有极大的推动作用。PSCs的溶液加工首先需要考虑溶剂对器件性能的影响,所以本论文围绕电池加工在溶剂方面的策略研究AS-CAST器件。使用非卤溶剂均三甲苯(MES)制备PBODT:IT-4F共混膜为活性层的AS-CAST电池器件,在膜厚为110 nm时取得超过9%的PCE,比使用卤素溶剂氯苯(CB)加工得到的效率略高。当增加活性层膜厚到200和290 nm时,使用MES溶剂加工的AS-CAST器件能保持相近的PCE,比CB加工的200和290 nm膜厚器件对应的PCE都要提升15%。两种溶剂加工器件的PCE在厚膜增加中显示出较大的差距,MES溶剂制备的器件在膜厚200和290 nm时有较好的加工窗口。分别使用MES和CB溶剂加工PBODT:IT-4F共混膜体系,引起活性层形貌的粗糙度和相区的变化,导致PCE的不同。该溶剂策略同时把非卤溶剂、厚膜和AS-CAST器件制备联系起来,这对未来PSCs的商业化应用具有指导意义。采取混合溶剂策略CF:MES制备PTQ10:IT-4Cl为共混膜的器件,取得了PCE超过13%的AS-CAST器件。CF对PTQ10和IT-4Cl有很好的溶解性,MES同样很好的溶解PTQ10,却是IT-4Cl的不良溶剂。MES在CF:MES混合溶剂中作为IT-4Cl的半正交溶剂,在溶液成膜时利用两种溶剂对材料溶解性的差异以及沸点差导致给受体材料的聚沉时间不同,引起给受体的垂直相分离,有效的调控活性层薄膜形貌。与使用纯溶剂CF加工共混膜相比,混合溶剂引起活性层垂直相分离形貌同时提升电池的短路电流(Jsc)、填充因子(FF)和开路电压(Voc)三个参数。这种混合溶剂策略在制备AS-CAST器件中同时提升有机光伏电池的上述三个参数是首次报道,对优化AS-CAST器件的性能具有指导意义。