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有机-无机异质结太阳能电池以其低廉的成本、较好的柔韧性、较高的光电转化效率已经得到广泛研究。本论文以高规整聚3-己基噻吩(rr-P3HT)作为电子给体材料，硫化镉(CdS)无机半导体作为电子受体材料，并引入具有较高电导率的石墨烯片层作为电子的导体材料，将rr-P3HT以共价键的形式接枝到氧化石墨烯(GO)上，得到GO-rr-P3HT接枝材料，然后将CdS原位合成负载在GO-rr-P3HT接枝材料的表面，最终得到了GO-rr-P3HT-CdS三元异质结材料，并通过组装太阳能电池，研究其光电性能。 首先以2，5-二溴-3己基噻吩作为单体，利用格氏置换法(GRIM)合成了具有高规整度的聚3-己基噻吩（rr-P3HT），研究了Ni(dppp)Cl2引发剂的不同含量对rr-P3HT的分子量、分子量分布以及规整度的影响，利用红外、拉曼、核磁、紫外等手段对其结构和性能进行了分析。结果发现当引发剂含量在0.1wt％-8％之间时，随着引发剂含量的增多，分子量下降，分子量分布增大，规整度减小，其紫外吸收峰也发生了蓝移。 然后将rr-P3HT进行羟基化，氧化石墨烯(GO)酰氯化，二者通过酯化反应获得了GO-rr-P3HT接枝材料，通过红外、XPS、循环伏安等手段对其结构性能进行了分析研究，证明了rr-P3HT对GO的成功接枝，且rr-P3HT的分子量对GO-rr-P3HT的光电性能也产生了很大影响。并将CdS量子点以原位合成的方式负载于GO-rr-P3HT接枝材料表面，获得了GO-rr-P3HT-CdS三元异质结材料，通过TEM、XRD的手段，发现CdS量子点的尺寸为4nm左右，为立方闪锌矿晶型，紫外研究发现GO和CdS的引入均使rr-P3HT得紫外吸收峰发生偏移。 最后以rr-P3HT/CdS、 GO/rr-P3HT/CdS、 GO-rr-P3HT/CdS、GO-rr-P3HT-CdS作为活性层材料组装成太阳能电池，研究了rr-P3HT分子量以及不同的活性层材料对太阳能电池的光电性能的影响，发现随着rr-P3HT分子量的增加，太阳能电池的光电转化效率显著增加，以GO-rr-P3HT-CdS三元异质结太阳能电池为例，分子量的增加使其光电转化效率提高了223％。与不同活性层材料组装的太阳能电池相对比，发现石墨烯的引入有效的提高了太阳能电池的光电性能，而且rr-P3HT在石墨烯的接枝以及CdS颗粒的原位负载更加有效的提高了太阳能电池的开路电压、短路电流、光电转化效率等，使得GO-rr-P3HT-CdS的光电转化效率高达0.20％，与rr-P3HT/CdS太阳能电池相比，光电转化效率提高了49倍。说明了rr-P3HT分子量为33855g/mol的GO-rr-P3HT-CdS三元异质结材料具有较好的光电性能。