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过去十几年里，有机太阳能电池作为一种可再生新能源因其成本低、重量轻容易实现大面积柔性器件制备等优点，而越来越受到人们的关注。在实际的应用中，为了满足器件长期使用的要求，必须使用在环境中稳定的阴极材料，例如ITO、Ag等。然而，这类阴极材料通常具有较高功函数，不利于电子抽取等缺点。为了克服此类缺点，我们必须开发有效地阴极界面材料来提高器件的稳定性和提高器件效率。 有机阴极界面材料一般具有如下特点: 1、有利于环境中稳定的阴极材料进行电子提取； 2、阻挡激子和空穴迁移至阴极； 3、避免阴极材料与活性层的直接接触。 有机阴极界面材料通常包括小分子阴极界面材料和聚合物阴极界面材料。与小分子阴极界面材料相比，聚合物阴极界面材料具有易于成膜、不易团聚和高热稳定性等优点。本论文主要通过开发简单、有效的有机小分子和聚合物阴极界面材料为目的，修饰在环境中稳定的阴极材料，改善器件性能。 具体研究内容如下: (1)我们合成出了水醇溶性有机小分子PDIN，并将其应用于倒置有机太阳能电池的阴极界面修饰层来修饰阴极ITO电极。通过对小分子PDIN的系统研究，我们发现其作为阴极界面材料能使ITO的功函数从4.6eV降低到3.95eV，这有利于电子的抽取。采用器件结构ITO/PDIN/P3 HT∶PC61BM/MoO3/Ag，相比于器件结构ITO/P3HT∶PC61BM/MoO3/Ag能够很好地提高开路电压、短路电流和填充因子，导致了光电转化效率从1.94％提高到2.99％。 (2)我们在小分子PDIN的基础上，让其和芴的硼酸酯来进行Suzuki缩聚反应，得到了水/醇溶性的苝和芴的共聚物PF-PDIN，其作为阴极界面材料具有更好的优势相比于小分子PDIN。首先，其作为阴极界面层时能使ITO的功函数从4.6eV降低到3.8eV，更有利于电子的抽取，其次，采用聚合物PF-PDIN作为修饰的ITO阴极器件(ITO/PF-PDIN/P3 HT∶PC61BM/MoO3/Ag)，能够获得0.60V的Voc，9.52mA cm-2的Jsc和62％的FF，效率(PCE)达3.54％，远比无阴极界面层的和小分子PDIN作为阴极界面层的器件效率要高。通过对薄膜的AFM分析，我们发现其薄膜形貌较为平滑和均一，其RMS粗糙度仅为0.88nm，远比小分子PDIN薄膜的RMS粗糙度(1.38nm)小。然后我们对聚合物PF-PDIN憎溶剂特性分析，其与小分子PDIN相比，对二氯苯具有更强的抵抗性，使其在制作倒置器件时更能提高器件的稳定性。最后，通过对聚合物PF-PDIN作为界面层时器件的稳定性分析，经过20天后其光电转化效率仍能保持在最初时的75％，而小分子PDIN作为界面层时器件时20天后的光电转化效率仅为最初时的15％。表明聚合物PF-PDIN作为界面层时器件表现出较好的稳定性。