得益于新型给受体材料的蓬勃发展,单节本体异质结有机太阳电池的效率已经突破18%。然而,光照往往导致电池的工作温度高达90°C,因此,如何制备高效热稳定的有机太阳电池,是实现其商业化应用的关键。本文将苝酰亚胺类小分子作为第三组分,引入富勒烯和非富勒烯体系,发现各组分在溶液中的预聚集匹配是获得高效热稳定有机太阳电池的重要因素。首先,将三维的苝酰亚胺小分子TBDPDI-C11引入经典的PTB7-Th:PC71BM体系,器件效率从8.60%提高到8.90%。而且,TBDPDI-C11能抑制PC71BM在高温下的聚集,经120°C退火1 h后,仍保持原有效率的83.1%,说明TBDPDI-C11能提高PTB7-Th:PC71BM的热稳定性。接下来,关于溶剂类型如何影响非富勒烯有机太阳电池光伏性能和热稳定性的机理,仍不清楚。选择经典的PTB7-Th作为给体,F8IC作为受体。经氯仿（CF）加工处理的PTB7-Th:F8IC电池的光电转换效率（PCE）为10.5%,而经氯苯（CB）加工处理的样品的PCE值为6.8%。经160°C退火120 min后,CF加工的器件比CB加工的器件更稳定。而且,将苝酰亚胺类小分子TBDPDI-C11作为第三组分,引入CB加工的PTB7-Th:F8IC体系,电池的效率和热稳定性也同时提高。根据紫外光谱、原子力显微镜、透射电子显微镜和广角掠入射X射线散射等分析,得出器件效率和热稳定性的提高主要与形成PTB7-Th纳米线以及合适的F8IC聚集有关。根据薄膜的水和二碘甲烷的接触角,可以计算出组分间相互作用的吉布斯自由能变化,认为PTB7-Th能较好地分散在CB中,而且在CF中则倾向于形成纳米线结构,F8IC在CB中倾向于聚集。溶液中给体和受体的预聚集匹配是优化活性层薄膜形貌以及提高器件效率和热稳定性的关键。通过计算各组分经不同溶剂加工后的表面能,即可推测出各组分在溶液中的聚集状态,相关发现可以为制备高效热稳定的有机太阳电池提供理论指导。