全高分子太阳能电池（all-PSCs）以高分子给体和高分子受体的共混物作为活性层,具有稳定性优异和力学性质好的突出优势,在柔性光伏领域的应用前景广阔。发展高性能全高分子太阳能电池的难点在于活性层中高分子给体和高分子受体的共混相分离形貌调控,其共混相分离形貌常存在相区尺寸偏大和相区纯度偏低的问题。常用的共混相分离形貌调控方法,例如,热退火、溶剂退火和溶剂蒸汽退火等,在全高分子太阳能电池中的作用非常有限,无法实现器件效率的大幅度提高。其根本原因在于,高分子链的尺寸大,成膜过程中高分子链在溶液中的扩散非常缓慢。因此,迫切需要根据高分子自身的特点,开发适合全高分子太阳能电池活性层相分离形貌调控的方法。针对前述问题,基于高分子在溶液中的扩散慢的特点,采用硼氮配位键高分子受体材料,本论文提出“通过控制高分子给体/高分子受体在溶液中的聚集状态来调控全高分子太阳能电池活性层形貌”的策略,通过溶液的配制方式、溶液的温度调控、高分子的分子量优化三种方法,实现了对高分子给体/高分子受体相分离形貌的调控和全高分子太阳能电池器件性能的提升。在此基础上,通过采用高效高分子受体材料,发展出能量转换效率超过15%的全高分子太阳能电池器件。具体内容如下:（一）高分子给体/受体分开溶解配制溶液的方式对相分离形貌的影响用于旋涂制备活性层的高分子给体/受体的溶液,其传统的配制方式是将两种高分子一起溶解,导致成膜过程中两种高分子的相分离程度偏低,不利于全高分子太阳能电池器件效率的提升。针对该问题,我们基于高分子给体J61和高分子受体PBN-10,利用高分子链在溶液中自聚集、扩散慢的特点,通过将高分子给体和高分子受体各自分开溶解,再共混配制溶液,并立即旋涂制备活性层,实现了活性层中高分子的结晶性提升、相分离尺寸增大和相区纯度提高,因此实现了器件短路电流和填充因子的提升。采用传统一起溶解的溶液配制方式的器件能量转换效率为5.36%,而采用分开溶解的溶液配制方式的器件能量转换效率提高到7.09%。（二）调控高分子溶液温度提高结晶性并减小相区尺寸高分子给体/受体在溶液中形成自聚集,其聚集程度具有温度依赖性,因此,我们提出通过控制高分子给体/受体溶液的温度,实现对全高分子太阳能电池活性层相分离形貌的调控。基于高分子给体CD1和高分子受体PBN-12,研究结果表明,随着溶液温度的提升,活性层中高分子的结晶性先增加再降低,相分离尺寸先减小再增加。在高分子溶液温度为90℃时,活性层表现出最小的相区尺寸和优异的结晶性,实现了最高的能量转换效率。此优化温度下,全高分子太阳能电池的能量转换效率达到10.1%,高于溶液温度为室温所得到的器件效率。（三）高分子给体/受体的分子量对相分离形貌的影响我们选择数均分子量分别为14.0、35.5和56.1 kg mol-1的高分子给体CD1和数均分子量分别为32.7、72.4和103.4 kg mol-1的高分子受体PBN-14,系统地研究了高分子给体和高分子受体的分子量对全高分子太阳能电池相分离形貌和器件性能的影响。研究结果表明,高分子材料的分子量越高,其在溶液中的聚集越强;当高分子给体/受体中有一种具有较高分子量时,其共混形貌表现出明显的双连续纤维网络结构;随高分子给体或受体的分子量增加,高分子给体或高分子受体的分子量对器件性能的影响逐渐减弱;当高分子给体CD1和高分子受体PBN-12的分子量均为适中的35.5 kg mol-1和72.4 kg mol-1时表现出较优的共混相分离形貌,获得了最高的器件性能,PCE达10.1%。（四）通过调控高分子在溶液中聚集状态发展高效率全高分子太阳能电池基于课题组开发的含硼氮配位键的高分子受体PBN-25,将其与高分子给体PM6匹配,通过调控高分子溶液的配制方法、高分子溶液的静置时间和高分子的加热溶解时间等,精细调控了 PM6和PBN-25在溶液中的聚集状态,最终发展出能量转换效率超过15%的全高分子太阳能电池。