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随着能源问题的加剧，绿色无污染的太阳能将会得到更多的关注，而有机太阳能电池因其工艺简单、成本低、柔性、可大面积生产等优点，受到许多研究者的青睐。本论文主要介绍了有机太阳能电池的发展历程、器件结构、器件工作原理、器件制备工艺。制备了基于PB、PTT-FTQ、P3HT做给体的传统正向结构器件及基于四氧化三钴做空穴传输层的反型器件，并对影响器件性能的各种因素进行了优化。主要研究结果如下：1，制备了结构为ITO/Hole-transporting layer/Donor:Acceptor/LiF/Al的传统正向器件，并从各个角度对器件性能进行了优化。研究了给受体质量比、活性层厚度、退火温度、溶剂类型等因素对有机太阳能电池性能的影响。以PB:PC61BM体系作为活性层，探讨了上述因素与器件性能之间的关系并进行了优化。研究表明：不同质量比的给受体对活性层的网状结构有比较大的影响，主要体现在太阳能电池的开路电压上；不同活性层厚度主要影响光子的吸收及激子的分离，这对电池的短路电流影响较大；退火温度会影响D-A分子重新排列，这对电池的电流电压均有较大影响；溶剂类型主要影响活性层的表面形貌。在适宜的条件下，PB:PC61BM体系的电池效率达到1.30%。研究了给受体比例及膜厚、受体类型、添加剂等因素对有机太阳能电池性能的影响。以PTT-FTQ:PCBM体系作为活性层，研究了上述因素与器件性能之间的关系并进行了优化，结果如下: PC71BM做受体时，电池的短路电流比PC61BM体系下的要大得多，但是开路电压会稍低，这主要是PC71BM有较强的光谱吸收但LUMO能级较低；添加剂对调控活性层形貌影响较大。PTT-FTQ:PC71BM体系能量转化效率达到2.78%，PC61BM体系下能量转化效率为2.09%。研究了不同种类及膜厚的空穴传输层等因素对有机太阳能电池性能的影响。以P3HT:PC61BM体系作为活性层，研究发现当PEDOT:PSS膜厚为30nm时，器件效率达到最大值2.86%；当MoO3膜厚为10nm时，器件效率为3.20%。这主要是MoO3具有高效传输空穴的同时，还具有PEDOT:PSS所不具有的阻挡电子的作用。2，研究了一种新型空穴传输材料在反型有机太阳能电池中的应用。将一种新的金属氧化物(Co3O4)引入到反型器件中做空穴传输层，研究了氧化物厚度、形貌对器件性能的影响。研究表明当CoOx膜厚为10nm时，器件效率高达2.72%，非常接近传统正向结构下器件的效率2.86%。