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本体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSCs）由于制作成本低、重量轻、可柔性大面积制备而成为近期研究热点。特别是非富勒烯OSCs在吸收光谱和电子能级上有很强的可调性,不断刷新OSCs能量转换效率的最高纪录。相比于硅基太阳能电池,OSCs的能量转换效率偏低,器件稳定性差,主要问题在于有机材料载流子迁移率过低导致器件短路电流低;另外,器件的光伏性能和稳定性严重依赖活性层微观形貌。针对这些问题,本文设计了不同核结构的星型小分子受体,研究分子内和分子间载流子传输特性以及器件的光伏稳定性;利用超分子自组装结构功能精确调控活性层微观形貌,包括分子间π-π堆积和分子取向;并从有机薄膜自组装时间的角度解释了形貌对OSCs器件光伏性能的影响。主要内容如下:（1）研究了IDIC、BTTIDIC、BTTIDIC-F、Ph IDIC-F四种材料光伏性能,证明了苯分子比苯并三噻吩更适用于星型小分子受体的合成设计。与BTTIDIC-F相比,Ph IDIC-F与聚合物给体形成级联结构,降低了能级损耗（Eloss）,从而提高了开路电压,同时使500-650 nm波段光子吸收转化利用率增大,短路电流也增大了;与聚合物给体形成网络互穿结构,有利于电荷传输,同时分子排布偏向于face-on结构,载流子的纵向输运能力得到了提高;降低的载流子重组复合概率,保证了电荷分子间与分子内的传输,载流子利用率被极大提高;载流子迁移率更加高效,带动了短路电流的提升。（2）提出了一种两亲性小分子DGI用作活性层添加剂,基于PBDB-TF:IT-4F体系,DGI自组装的网络层状结构诱导小分子受体结晶,增强了给受体分子间π-π取向,同时诱导受体分子face-on取向,这一系列作用共同促使分子迁移率提升,减少分子间和分子内载流子重组,使JSC显著提高,从而提升器件效率;DGI自组装时间较短,在短时间内使给受体在受限空间相分离,塑化薄膜微观形貌从而提高形貌稳定性,器件热稳定性也得到提高;诱导小分子受体face-on取向,增强了垂直于电极方向的电子迁移率;DGI添加剂具有普适性,网络层状自组装结构对富勒烯受体也有很好的调控作用。（3）研究了有机薄膜自组装时间对器件性能的影响。有机材料在不同有机溶剂中的自组装时间差异较大,DGI会影响活性层的自组装时间。DGI添加剂对以氯苯为活性层主溶剂的OSCs器件性能具有普遍的提升,对于氯仿为活性层主溶剂的OSCs器件不具有正向作用;DGI会减少有机薄膜自组装时间而影响OSCs器件性能,基于PBDB-TF:Y6活性层器件,DGI添加剂的加入促进活性层结晶,短路电流得到提升,但是结晶过强使得形貌变化严重,器件的填充因子相应被损耗,从而器件整体性能下降;对于不同体系OSCs的活性层材料,合理的选择主溶剂对器件性能至关重要,主溶剂决定了活性层自组装成膜的大体时间。对于同一种材料,不同的自组装成膜时间,形貌差异大,器件性能差异大。器件制备过程中,在选择合适的主溶剂后,可以通过添加剂、热退火等方法精确调控自组装时间从而调节器件性能。