在有机太阳能电池（Organic Solar Cells,OSCs）商业化进程中,随着其性能持续快速的发展,大面积印刷兼容的厚膜OSCs的研究日趋活跃。尽管目前基于非富勒烯的薄膜OSCs的效率已经超过18%,但是由于厚膜OSCs的电荷重组率远高于薄膜OSCs,导致厚膜OSCs的效率发展进程极其缓慢。为了实现从实验室规模到工业化高通量制造OSCs的过渡,最重要的是优化出有利于电荷产生和传输的活性层形貌,使其能够在厚膜OSCs中表现出具有吸引力的电池性能。因此,本文针对制约厚膜OSCs产业化的瓶颈性问题,从厚膜OSCs的形貌调控出发,通过选择不同的共溶剂体系、引入第三组分、采用倒置热退火等后处理工艺研究其对活性层形貌的影响,进而制备高性能厚膜OSCs,从而为促进OSCs的商业化进程做出贡献。本论文的主要研究内容主要分为四部分。1.共溶剂体系对厚膜OSCs活性层形貌、光场分布及性能的影响通过使用共溶剂体系对活性层形貌进行优化,系统研究不同共溶剂对基于[（5,6-difluoro-2,1,3-benzothiadiazol4,7-diyl）-alt-（3,3000-di（2-octyldodecyl）-2,20,50,2,20,50,200,500,2000-quaterthiophen-5,5000-diyl）]（Pff BT4T-2OD）:[6,6]-phenyl-C71 butyric acid methyl ester(PC71BM)体系厚膜OSCs形貌、结晶性和光场分布的影响。通过调控不同的共溶剂体系,研究发现chlorobenzene（CB）:dichlorobenzene（DCB）:1,8-diiodooctanein（DIO）共溶剂体系使活性层中聚合物的结晶性及活性层的形貌得到了优化。通过转移矩阵理论分析得到最优的活性层厚度为250 nm,此时的活性层可以吸收90%的入射光,这有助于光场分布和激子产生速率,从而提高OSCs的填充因子和能量转换效率。2.C60衍生物掺杂对在低温下制备厚膜OSCs形貌调控及性能的影响本工作通过在Pff BT4T-2OD:PC71BM二元体系的OSCs中掺入茚双加成C60衍生物（ICBA）使能量转换效率从8.06%上升到9.81%。研究发现ICBA的加入使得混合溶液的预聚集状态表现出较低的温度依赖性,有助于活性层结晶性提升和形貌的优化。除此之外,ICBA的加入有助于提高载流子的寿命,确保高效的载流子的传输和收集,降低双分子的重组,从而提升填充因子。该工作为低温制备高效厚膜OSCs提供了一种有价值的思路。3.铱配合物对厚膜OSCs重塑聚合形貌调控及性能的影响厚膜OSCs的形貌调控是决定其能量转换效率的一个关键性因素。特别是在薄膜内相分离的建设过程中,聚集形态对厚膜OSCs中给受体的水平和垂直梯度分布均有显著的控制作用。本工作在Pff BT4T-2OD:PC71BM的活性层中引入了一种新型的铱配合物（iridium（III）bis（2-（4-trifluoromethylphenyl）pyridine）tetraphenylimi dodiphosphinate）（（tfmppy）2Ir（tpip））作为聚集形态重塑助剂,有助于诱导活性层在水平方向上形成狭长的聚集形状。通过对活性层形貌的详细表征,发现适量添加（tfmppy）2Ir（tpip）有助于优化聚合物Pff BT4T-2OD的聚集形态,纵横比为1:2.5,同时保持了较高的结晶度。此外,（tfmppy）2Ir（tpip）的引入增加了活性层内给受体界面的接触面积,促进了激子的有效解离和电荷传输。结果表明,短路电流和填充因子性能同时得到了改善,使得掺杂铱类配合物的三元器件的能量转换效率相对于二元器件提高了20.3%。4.倒置退火工艺对厚膜OSCs给受体分布形貌调控及性能的影响后处理工艺对优化厚膜OSCs的薄膜形貌和提升OSCs的性能起着至关重要的作用。本工作提出一个新的倒置热退火方法调控Pff BT4T-2OD:PC71BM薄膜的形貌,进一步增加了能量转换效率。通过对采用倒置热退火的薄膜测试表征发现,倒置热退火之后的活性层薄膜内部聚合物Pff BT4T-2OD分子间的π-π堆积更加有序,PC71BM分子发生了重新分布,有利于促进激子的解离和载流子的传输。与传统的热退火工艺相比,能量转换效率增加了15%,达到了10.4%。基于倒置热退火工艺的理想体异质结形貌调控是实现高性能厚膜OSCs的有效途径之一。综上所述,本论文从不同方面探索了厚膜OSCs活性层形貌调控的研究,深入研究了共溶剂体系、三元掺杂及倒置热退火等光活性层优化工艺,提出了提升厚膜OSCs器件性能的新思路,为制备高性能厚膜OSCs奠定基础。