有机太阳能电池作为一种新型的清洁能源技术,近年来发展迅猛,目前在单结器件中的功率转换效率已突破15%。形貌调控作为有机太阳电池技术中的关键问题,长期以来受到研究者们的广泛关注。本论文聚焦于有机共轭聚合物的聚集态结构,讨论了不同外界条件下对有机聚合物共混体系相分离结构的影响。主要研究内容如下:1.利用UV-vis、GIWAXS和AFM等表征手段,分别讨论了共轭聚合物P3HT、PTB7、PBDB-T和受体组分ITIC在不同外界条件下的聚集规律。研究发现,退火处理有利于促成P3HT链聚集的形成;当退火温度高于玻璃化转变温度时,会发生结晶取向的重排,由原先的face-on取向转变为edge-on取向。我们发现PTB7在溶液中的聚集对浓度不敏感,溶液与薄膜中的聚集行为类似,但在薄膜中聚集更为强烈。共轭聚合物PBDB-T和受体组分ITIC也有同样的规律。PBDB-T在溶液中具有很强的聚集能力,但在温度高于90℃时可以解聚集。ITIC薄膜在退火过程中显示出比初始薄膜更强的结晶和更有序的排列。高温退火所产生的结晶在降温后依然存在,表明了高温退火对ITIC的结晶性具有不可逆的影响。2.总结了富勒烯体系P3HT:PC₆₀BM、非富勒烯体系PBDB-T:ITIC和PTB7:ITIC体系在不同外界条件下的一些聚集态结构的规律。结果发现,P3HT:PC₆₀BM共混薄膜的聚集态结构主要是P3HT的贡献;退火处理后,P3HT:PC₆₀BM共混薄膜会有一定的自组装堆积,有利于促成P3HT链聚集的形成。与此同时,退火后薄膜中排列较为有序,π-π堆积更加紧密。我们还发现PBDB-T:ITIC和PTB7:ITIC溶液的聚集都对浓度不敏感。不同在于,对于PBDB-T:ITIC体系,在10^-3 M时,溶液足够浓以致于开始出现聚集,且在该浓度下共轭效应增强;而对于PTB7:ITIC体系,即使在10^-3 M浓度下也没有出现聚集。在PBDB-T:ITIC和PTB7:ITIC体系中,face-on取向微晶相可以用热退火、ITIC含量和DIO的引入来调控。无论是本体还是共混薄膜,热退火都能提高face-on取向特征。ITIC的含量对于共混体系来说,是一个比较复杂的变量,因为需要同时考虑ITIC自身的聚集和与聚合物链段的相互作用。DIO的引入不利于微晶的生长,但后退火处理能够改善薄膜形貌。