有机太阳能电池因其材料来源广泛,重量轻,可溶液加工,易于实现柔性,大面积制作等优点受到了人们的广泛关注。尽管目前晶体硅太阳能电池占据着市场的主要份额,近年来兴起的钙钛矿太阳能电池也因其高的光电转化效率受到了人们的热力追捧,但有机太阳能电池的诸多优点使其仍具有重要的学术研究意义和独特的市场应用价值。目前,有机太阳能电池低的光电转化效率是制约其发展和应用的关键因素。基于表面等离激元共振提高薄活性层的光吸收是改善有机太阳能电池性能的一种有效途径。已有大量研究表明采用亚波长金属纳米背电极可以增强薄活性层的光吸收,但就不同类型背电极设计带来影响的对比研究较少;关于小周期金属纳米背电极如何影响电池的光吸收更少被关注。此外,许多实验研究表明在电池中植入核壳型金属纳米结构可以有效降低激子的淬灭,消除金属与活性层直接接触对电池电学性能的不良影响,但核壳金属纳米结构对电池光吸收的影响及作用机制有待进一步理论探索。基于上述问题,本论文开展了如下理论研究:（1）设计了基于亚波长银纳米洞和银纳米柱背电极的两种电池结构,并对其光吸收性能进行了对比研究。研究发现:两种最优电池结构的最大光吸收能力相当,活性层的积分光吸收效率均可高达82.4%,相比于平板参比电池都增强了10%,但两者激发了不同的表面等离激元共振模式。此外,这两种电池都具有偏振不敏感及广角光吸收特性。相比之下,最优银纳米柱背电极电池结构在实际应用中更具可行性。原因有二:一,该背电极结构参数较大（纳米柱直径105 nm,高65 nm）,就目前的制作工艺而言更容易实现;二,该背电极结构参数在较大容差范围内,活性层的光吸收能力都基本接近该电池的最高水平。（2）提出了一种具有超短周期的六角密排银纳米柱背电极电池结构。通过对背电极结构参数的正交优化,发现对于厚度仅为40 nm的活性层,总光吸收效率达到了66.8%,相对于等效平板电池增强了81.5%。而且,该电池具有偏振不敏感及广角吸收特性。此外,这一超短周期银纳米柱背电极对于厚度在40 nm到120 nm范围内的活性层光吸收均有明显增强作用,且厚度越薄增强效果越明显,这主要归功于在银纳米柱周围激发的偶极子型局域表面等离激元及其之间的强耦合作用。（3）以一种二维梳状核壳银光栅背电极电池结构为研究对象,着重探索了介质壳参数（包括材料参数以及厚度参数）在不同入射条件下对电池光吸收性能的影响规律及作用机制。研究发现:在TM偏振模式下,介质壳参数对核壳银光栅表面等离激元波导模的激发有明显调制作用,通过三层平板波导的色散关系结合电场分布得出:其主要会影响在波导中传播的等效波长大小,从而影响该波导模分布。发现在薄介质壳厚度下通过优选介质壳材料可以进一步提升银光栅对电池光吸收的增强作用。在TE偏振模式下,介质壳的材料参数及其厚度主要会影响平面波干涉极大值的分布,从而影响活性层的光吸收能力。（4）在上一工作的基础上,最后将三维Ag@SiO₂核壳纳米立方及核壳纳米球分别植入活性层顶部（邻近阳极缓冲层）,具体研究了在不同核壳结构参数情况下,两种核壳纳米结构对电池活性层光吸收性能的影响规律及作用机制。研究发现:Ag核尺寸相对较大而Si O₂介质壳较薄时,两者均会提升电池活性层的光吸收能力,但光吸收增强波段及作用机制不同。核壳银立方结构主要对可见光中的长波段有明显光吸收增强作用,其源于两种局域等离激元共振（点共振和边共振）的协同作用;而核壳银球结构则对所研究可见光波段内的光吸收都有一定提升,其源于一种偶极子型等离激元共振的激发。此外,两种核壳纳米结构与银电极之间产生的间隙等离激元共振对活性层的光吸收增强也有重要贡献。