有机太阳能电池凭借其柔性，价格低廉，可设计性强等优点获得了学术界和产业界的广泛关注。相比于二元电池，三元电池可以通过优化第三组分的掺入比例，拓宽器件的光吸收，优化活性层的形貌，从而提高器件的光电转化效率。本文着重讨论了三元合金有机太阳能电池中开路电压的变化规律，提出了利用多重准简并前线轨道材料来提高三元电池开路电压的策略，为三元电池的设计提供了新的思路。主要研究结果如下:　　1.首次将非富勒烯材料TPE-4PDI(OD)掺入到二元太阳能电池PTB7-Th∶PC71BM中，3％的掺入比例能够调节电荷的产生，分离，运输，使光电转化效率突破10％，达到10.40％。同时，基于态密度(DOS)模型深探讨了形成“合金”的材料的单位质量的电子总态数（Ne值）对三元器件开路电压的影响。　　2.制备了两种三元太阳能电池，PTB7-Th∶ITIC-Th∶TPE-4PDI和PTB7-Th∶ITIC-Th∶FT-2PDI。相比于具有稠环结构的FT-2PDI，具有核臂结构的TPE-4PDI拥有多重准简并LUMO轨道，能更有好地接受电子，因此能更有效地抬高三元器件的开路电压。　　3.将受体“合金”90％ITIC-Th+10％TPE-4PDI和给体材料PBDB-T混合制得三元全非富勒烯太阳能电池。由于给受体材料能级匹配、吸收光互补，三元器件最高光电转化效率突破了11％，达到11.04％。这表明了90％ITIC-Th+10％TPE-4PDI可作为一种很好的受体“合金”广泛应用于有机太阳能电池中。