近年来,为提高有机太阳能电池的效率,三元策略作为一种有效方式被越来越多的科研队伍所重视。本论文在高效率的PBDB-T-SF:IT-4F二元有机太阳能电池中分别掺入非富勒烯材料ITIC-Th以及IEICO-4F作为第三元组分,研究了掺杂材料的比例以及倒置溶剂蒸汽退火工艺对有机太阳能电池性能的影响。首先,通过能级级联的方式来提高二元体系的开路电压V_OC,将非富勒烯材料ITIC-Th掺入二元体系,研究其不同的掺杂比例对二元有机太阳能电池各项参数的影响。当ITIC-Th的掺杂比例达到20 wt%时,所制成的三元器件PBDB-T-SF:IT-4F:ITIC-Th具有最优的性能。此时,三元器件具有0.80 V的开路电压V_OC、21.07mA/cm²的短路电流J_SC,器件的填充因子FF为65.08%,最终使得能量转换效率PCE达到10.99%,相比于二元标件的性能（9.84%）有10%的提升。器件性能的提升主要是因为掺入的第三组分ITIC-Th拥有比原主体系IT-4F更高的最低未占有分子轨道能级（LUMO）,提高开路电压的同时使得器件活性层内三种材料的LUMO能级形成了良好排列,我们称之为能级的级联,得益于此,载流子的传输能力得到提升。此外,ITIC-Th的掺入,使活性层原本粗糙的表面变得更加光滑、平整,提高了器件的能量转换效率。随后,通过拓宽吸收光谱的方式来提高短路电流J_SC,将非富勒烯材料IEICO-4F掺入PBDB-T-SF:IT-4F二元体系,对器件仅使用常规的热退火,发现其性能有所降低。为了提高三元器件的性能,在对器件热退火之前使用倒置溶剂蒸汽退火工艺对活性层进行处理,并研究不同倒置溶剂蒸汽退火时间对活性层形貌的影响。当倒置溶剂蒸汽退火时间为5 min时,器件性能有最大的提升,此时三元器件具有0.77 V的开路电压V_OC、21.60 mA/cm²的短路电流J_SC,器件的填充因子FF为65.23%,最终使得能量转换效率PCE达到11.0%。倒置溶剂蒸汽退火能够有效调控混合薄膜的表面形貌,使得其表面形貌更加平整有序、分子聚集域更小以及相分离形态更均匀,从而降低了电荷传输势垒,促进了自由电荷传输。综上所述,采用非富勒烯材料ITIC-Th和IEICO-4F对PBDB-T-SF:IT-4F的二元体系进行掺杂,并利用倒置溶剂蒸汽退火工艺对活性层薄膜进行处理,能有效提升器件的性能,为高性能有机太阳能电池的研究提供了新的思路。