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随着能源危机与环境问题的日益突出，人们不断探寻可以替代传统化石能源的清洁能源。太阳能是世界上取之不尽用之不竭的能源，而太阳能电池是一种直接将太阳能转换成电能的器件。在众多的太阳能电池器件中，有机太阳能电池具有可溶液加工、成本低、质量轻等优点，受到了人们的广泛关注。特别是近年来非富勒烯受体材料的发展，有机太阳能电池效率得到大大提高，所以有机太阳能电池发展潜力巨大。本文围绕目前非富勒烯有机太阳能电池存在的问题，通过利用合适的给受体制备了高效率非富勒烯有机太阳能电池，获得的主要研究成果如下: 1、使用氟取代的中间带隙聚合物给体J51，窄带隙聚合物受体N2200，制备了一种基于J51∶N2200体系的全聚合物太阳能电池，得到了8.27％的高效率，填充因子达到70.24％。器件的优异性能得益于给体J51与受体N2200在300至850nm波长范围内吸收上的互补、匹配的电子能级、合适的互穿网络结构、以及较高而且平衡的电子空穴迁移率，这些因素能使激子分离、电荷传输与收集更有效。而且，基于J51∶N2200制备的光伏器件对于膜厚度不是十分敏感，在膜厚度达到300nm时仍然有4.5％的光电转换效率，这对于未来大面积喷墨打印制备或者卷对卷工艺制备有机太阳能电池非常有利。这些结果表明，氟取代给体J51在高效率全聚合物太阳能电池中应用前景广阔。 2、利用中间带隙聚合物给体J51与窄带隙小分子受体ITIC结合，制备了能量转换效率达到9.26％的非富勒烯有机太阳能电池。通过对吸收光谱、电子能级、荧光光谱、载流子迁移率和形貌表征的研究，发现给受体对光互补吸收、合适的能级结构、有效的空穴电子转移与合适的相分离尺寸等是获得高效有机太阳能电池的关键。 3、传统的溶剂退火方法操作复杂，我们设计了一种替代传统溶剂退火的方法（退火溶剂浸润法），将有机溶剂与甲醇按照一定比例混合，然后旋涂在活性层上，使少部分的有机溶剂渗入活性层内，起到和溶剂退火相同的作用。我们利用小分子给体DR3TBDTT与非富勒烯小分子受体IDIC，制备了非富勒烯全小分子太阳能电池器件，使用退火溶剂浸润法，能量转换效率达到8.5％，与使用传统溶剂退火方法相比，该方法操作简单、便捷，具有广阔的应用前景。 4、未来有机太阳能电池在大规模商业化制备中，相对于传统的氯苯、邻二氯苯、氯仿等含卤素的有机溶剂，环境友好型有机溶剂在加工过程中对环境产生污染少，对人体危害较小。我们对比了三种非卤素溶剂邻二甲苯、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃对非富勒烯有机太阳能电池性能的影响，活性层材料为J51∶ITIC体系，利用非卤素有机溶剂四氢呋喃溶解活性层材料给体J51和受体ITIC，制备的器件效率达到10.12％，其中开路电压0.83V、短路电流密度17.93mA cm-2、填充因子达到67.81％。