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聚合物太阳能电池具有制备成本低、工艺简单、器件轻薄以及可柔性制备等优点而受到了广泛研究。本论文主要制备和优化了基于P3HT不同结构的聚合物光伏器件,包括正向的、倒置的和叠层的聚合物光伏器件。主要结果如下：1.以聚（3-己基噻吩）（P3HT）为电子给体、以PCBM为电子受体,制备了FTO/MoO3/P3HT:PCBM/Al的正向结构的聚合物光伏器件。通过优化P3HT:PCBM活性层的热退火时间（t=0、2、5、10和15min）来提高P3HT的结晶度和避免活性层过剧的相分离,从而提高光伏器件的性能。在AM1.5G,100mW/cm2的光照下,开路电压(Voc)为0.56V,短路电流(Jsc)为10.53mA/cm2,填充因子（FF）为61.0%,能量转换效率（PCE）为3.60%。2.以茚双加成C70的衍生物IC70BA为电子受体,以P3HT为电子给体,制备了结构为ITO/Mo03/P3HT:IC7oBA/Ca/Al的正向聚合物太阳能电池。通过改变P3HT:IC70BA溶液的旋涂时间（ts=20、25、30、35、40和45s）来控制活性层的溶剂退火时间（ta=60、50、30、16、6和1min）,从而提高基于P3HT:IC70BA的光伏器件的性能。在AM1.5G,100mW/cm2光照下,优化的电池的Voc为0.85V,Jsc为10.61mA/cm2, FF为74.1%,PCE为6.68%。其中,74.1%的填充因子和6.68%的能量转换效率均为基于P3HT的聚合物光伏器件所报道的最高值之一。3.通过低温水热法合成了Al掺杂的ZnO （AZO）的纳米结构。通过改变A1掺杂浓度,可以稳定地控制AZO纳米结构的电导率和表面形貌。我们研究了AZO的电导率和表面形貌对FTO/ZnO/AZ0/P3HT:PCBM/MoO3/Al的倒置结构光伏器件的性能的影响。实验结果表明,与没有Al掺杂ZnO的倒置光伏器件相比较,AZO的倒置光伏器件的转换效率提高了58.7%,这归因于AZO纳米结构不仅能够提供高导电的通道,这有利于电子的传输,而且表现了较大的比表面积,这有利于激子的分离和载流子的传输。4.以P3HT为电子给体,以ICBA为电子受体,制备了FTO/TiO2/CsOx/P3HT:ICBA/MoO3/Al的倒置结构的聚合物光伏器件。这种倒置的器件表现5.65%的能量转换效率,分别与传统的基于TiO2和CsOx单缓冲层的器件相比较,它的能量转换效率提高了11.4%和11.5%,这主要归因于TiO2/CsOx复合缓冲层能够加强电子收集能力和抑制漏电流能力。另外,考虑到这种复合的缓冲层是否具有普遍性的意义,我们又制备了基于P3HT:PCBM倒置聚合物光伏器件,实验发现TiO2/CsOx复合的缓冲层所对应的光伏器件表现了最高的能量转换效率,PCE=3.76%。5.我们报道了基于P3HT:PCBM和PDPPTPT:PCBM活性层的叠层聚合物太阳能电池。上下活性层通过Ca （1nm）/Ag （1nm）/MoO3（10nm）中间层连接。实验发现,在提高器件性能方面上,Ca/Ag/MoO3中间层要优于Ca （1nm）/Al （1nm）/MoO3（10nm）中间层。制备的叠层聚合物光伏电池具有300-850nm的吸光范围,在AM1.5G,100mW/cm2光照下,优化的叠层聚合物光伏器件表现了4.50%的能量转换效率。与单活性层的聚合物光伏器件相比较,它的能量转换效率提高了25.0%。