有机半导体材料的凝聚态结构研究是深入理解载流子在材料中的传输机制以及器件性能优化的关键。然而，由于有机分子复杂的分子结构及分子间弱的相互作用，其结晶困难、可控性差、容易受环境因素的影响。针对这一问题，本论文以富勒烯衍生物PCBM的凝聚态结构调控为核心，分别采用液-液界面扩散、热退火及高分子添加剂三种方法，系统的研究了从PCBM单晶到多晶薄膜及与高分子共混薄膜中晶体形貌、结构和取向的可控，以及各晶相间的转化关系，得到了PCBM六方单晶、立方单晶、五次孪晶及球晶等具有多种形貌及结构的PCBM晶体，并揭示了高分子对PCBM晶体成核及生长的作用。其内容如下:　　 采用液-液界面扩散法，我们实现了六方PCBM单晶的可控制备，并进一步实现了六方单晶向针状晶体的转变。我们发现溶剂对PCBM的溶解性及PCBM溶液的浓度是决定PCBM晶体尺寸的主要原因，只有当采用PCBM的劣溶剂（四氢呋喃及二氧六环）及过饱和溶液时，才能在初始溶液中形成大量PCBM晶核，并快速的制备出尺寸均匀的晶体。而溶剂的种类是决定PCBM晶体结构的主要原因，这是由于结晶过程中溶剂分子进入PCBM晶格进行溶剂化结晶，从而导致PCBM晶体结构对溶剂的依赖性。热退火促使PCBM晶体的去溶剂化并发生从六方晶体到针状晶体的结晶-结晶相转变。由于这两种晶体晶格的匹配性，转变后，针状晶体仍然保持着六方晶体的几何轮廓，并在平面内呈六方对称排布。　　 采用热退火的方法我们实现了PCBM薄膜无定形-结晶及结晶-结晶两种相转变，并进一步实现了PCBM多晶薄膜形貌的可控。当温度为140-240℃时，热退火诱导PCBM无定形薄膜的冷结晶，得到由轴对称形貌PCBM晶体所组成的多晶薄膜。这些轴晶由针状PCBM晶体所组成，为未发展完全的PCBM球晶。其尺寸s可以由溶液浓度、溶剂种类及热退火温度进行进一步调控，薄膜厚度越薄、初始状态下聚集程度越弱、热退火温度越高，PCBM晶核密度越低，最终形成的PCBM晶体尺寸越大。当温度为240-280℃时，热退火促使PCBM发生结晶-结晶相转变。转变后的PCBM晶体形貌由轴对称状转变为片状，这些片状PCBM晶体在薄膜面外方向取向生长，在薄膜面内分子呈六方对称堆积。当温度高于280℃时，PCBM晶体发生熔融。　　 我们以高分子(PS，P3HT及PBTTT)作为添加剂实现了PCBM在共混薄膜中的可控结晶。一方面，当1-5％PS及P3HT与PCBM共混时，PCBM的熔融结晶与冷结晶同时被抑制。晶核密度对高分子含量的依赖性表明这种抑制作用是通过高分子抑制PCBM晶体成核而实现的，高分子的分子量越高、与PCBM相容性越好，其抑制作用越强。通过对添加剂含量的调节可以实现PCBM晶体从几个微米的椭圆形晶区向数百微米的取向微区及球晶的转变。另一方面，我们发现2-5％的高分子PBTTT对PCBM晶体成核具有促进作用，并以此为添加剂得到了具有立方结构PCBM单晶。此外，对PCBM球晶生长过程的研究表明PCBM晶体生长是一个受分子扩散限制的过程，高分子(PS及P3HT)对PCBM分子扩散具有限制作用。我们进一步利用这种限制作用实现了PCBM在云母表面的可控结晶。当采用玻璃化转变温度高的PS与PCBM共混或者采用较低的退火温度时，其对PCBM分子扩散限制作用强，PCBM扩散速度慢，所得到的为与云母具有严格晶格匹配关系的立方晶体;而当采用分子运动能力较强的P3HT或者较高的退火温度时，其对PCBM分子扩散限制弱，PCBM扩散速度加快，所得到的为具有一定缺陷的五次孪晶。