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由于有机聚合物太阳能电池符合大规模低成本的辊对辊、喷涂、刮涂等溶液制膜加工方式的要求，同时其基底可以为有一定的机械强度柔性塑料基板，在过去的二十年一直是国际上的前沿研究领域和热点研究课题。随着窄带隙宽吸收的新型活性层给体材料的不断涌现，以及活性层中给受体纳米互穿网络结构的进一步优化，电池效率已经达到了10％。引入合适的电极界面层对提高有机光伏器件的能量转换效率和器件稳定性至关重要。常用的阳极界面材料PEDOT∶PSS由于其弱酸性和吸湿特性影响器件的长期稳定性。可溶液加工的过渡金属氧化物纳米粒子作为电极界面材料在有机太阳能电池器件中得到了广泛研究，但是目前采用溶胶-凝胶法制备的过渡金属氧化物纳米粒子通常需要高温后退火处理，影响其在有机光伏器件中的实际应用。本论文以超声波制备可溶液加工无机半导体纳米晶界面材料为研究主题，利用超声化学法合成出一系列可溶液加工的低温免退火的半导体纳米晶阳极和阴极界面材料，并将其作为界面层应用到聚合物太阳能电池中，系统研究了其对聚合物太阳能电池光伏性能和稳定性的影响。取得的研究进展如下: (1)通过超声辐射法采用镍盐(NiCl2)低温制备了直径为4-8纳米的可溶液加工的NiO纳米晶材料，利用XPS技术分析了合成的NiO纳米晶的组成。研究发现:NiO纳米粒子薄膜经过氧等离子处理之后，表面形成了NiOOH基团。由于NiOOH基团的偶极作用，使得NiO纳米粒子界面层的表面功函数由-4.8eV提高到-5.3eV，可与活性层中聚合物给体的HOMO能级形成良好的欧姆接触，利于降低界面处载流子复合，提高电荷收集效率。合成的NiO纳米晶作为阳极界面材料应用到PCDTBT∶PC70BM体系聚合物太阳能电池中，同以PEDOT∶PSS为阳极界面层的对比器件相比，以氧等离子处理的NiO纳米粒子为阳极界面层的器件性能得到明显改善。以PEDOT∶PSS为界面层的对比器件开路电压VOC为0.89V，短路电流JSC为10.10mA/cm2，填充因子FF为0.65，能量转换效率达到5.84％。以氧等离子处理的NiO为界面层的器件VOC为0.89V，JSC为10.88mA/cm2，FF为0.65，能量转换效率提高到6.30％。同时，由于NiO纳米晶较好的环境稳定性，同以PEDOT∶PSS为界面层的对比器件相比，以NiO为阳极界面层的光伏器件的稳定性得到明显改善。 (2)通过超声辐射法以CuCl2为前驱体低温制备出直径为3-12纳米的CuO纳米粒子。利用XPS技术分析了合成的CuO纳米粒子的组成。研究发现:CuO纳米粒子薄膜经过紫外臭氧处理后，薄膜中Cu2+离子含量明显提高，薄膜的表面功函数由-4.7eV提高到-5.4eV，载流子浓度进一步提高。合成的CuO纳米粒子作为阳极界面材料应用到PCDTBT∶PC70BM体系聚合物太阳能电池中。同以PEDOT∶PSS为阳极界面层的对比器件相比，紫外臭氧处理的CuO纳米粒子薄膜作为阳极界面层明显提高了器件的光伏性能。以PEDOT∶PSS为界面层的对比器件开路电压VOC为0.89V，短路电流JSC为10.00mA/cm2，填充因子FF为0.67，能量转换效率达到6.00％。以紫外臭氧处理的CuO纳米粒子为界面层的器件VOC为0.89V，JSC为10.58mA/cm2，FF为0.684，能量转换效率提高到6.44％。器件的阻抗分析表明:采用CuO代替PEDOT∶PSS有效降低了界面接触电阻。同时，以CuO为界面层的器件体现出较好的空气稳定性。 (3)进一步扩展了超声法低温制备可溶液加工过渡金属氧化物纳米界面材料的范围，制备了无定形的ZrO2和Mg掺杂的ZnO纳米晶阴极界面材料。利用Zr的氧化物溶胶作为阴极界面层制备了倒置结构PCDTBT∶PC70BM体异质结聚合物太阳能电池，开路电压为0.86V,短路电流为11.26mA/cm2，填充因子为58％，能量转化效率达到5.62％。对于Mg∶ZnO纳米粒子界面材料，Mg2+在ZnO晶格中的取代作用导致薄膜的功函数有所降低，载流子迁移率略有提升，倒置型PCDTBT∶PC70BM光伏器件的填充因子由单纯ZnO阴极界面层的55％提高到62％，能量转化效率由4.54％提高到5.58％。