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聚合物太阳能电池由于结合了无机和有机半导体纳米材料各自的性能和特点，具有制备工艺简单、成本低和重量轻等优点，从而使其受到了越来越多的关注。 本文首先介绍了太阳能电池的研究意义、太阳能电池的历史以及聚合物太阳能电池的优势，接着讨论了太阳能电池的基本理论知识和太阳能电池的重要性能参数。然后介绍了GaN纳米晶材料的制备工艺，通过各种实验对GaN纳米材料的性能进行了深入的分析，最后对GaN纳米晶聚合物太阳能电池光伏性能进行了研究以及不同的GaN纳米晶浓度对器件的性能的影响。本文的主要内容如下: 1.首先介绍了纳米材料相比其他材料的一些优良性能，接着列出几种常见的纳米材料的一些优良性能，同时对比其他的材料GaN纳米材料的优势。然后给出纳米晶体的几种制备方法，引出了GaN纳米晶材料的制备方法，通过溶胶-凝胶法制备了GaN纳米晶体，并通过改变氨化温度和氨化时间来控制样品的形貌、晶粒粒径、样品组成以及样品的纯度等性能。通过测量样品的X射线衍射、X射线光电子能谱以及扫描电子显微镜实验，可以得出当氨化温度在1050℃，氨化时间在80min时的GaN纳米晶体的质量是最佳的。最后得出，在这个工艺条件下制备出GaN纳米晶的平均颗粒尺寸在40nm左右、纯度很高、平均粒径在17.6nm。 2.讨论了聚合物太阳能电池的工作原理，然后引出了GaN纳米晶材料的器件制备流程。最后制备了，器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT+GaN/Al的聚合物太阳能电池，该器件的短路电流密度为1.73mA/cm2，开路电压为0.7V，填充因子为39.1％，功率转换效率为0.47％。相比结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT/Al的聚合物太阳能电池的器件，发现加入GaN纳米晶体之后，器件的开路电压没有多大的变化，而短路电流密度和功率转换效率有明显的增加，从而证明GaN纳米晶的引入有利于界面处的激子解离，进而提高器件的转换效率。 3.比较了不同的GaN纳米晶的浓度对聚合物太阳能电池的器件性能影响。我们发现当GaN纳米晶浓度为15mg/ml时，得到的功率转化效率最大。当GaN纳米晶浓度小于15mg/ml时，功率转化效率随着溶液的浓度增大而增大，这是由于GaN纳米晶混合浓度可以形成良好的给体-受体的互穿网络，电荷的传输能力加强。但当GaN纳米晶浓度大于15mg/ml时，功率转化效率随着溶液的浓度增大而减小。这是由于混合浓度的浓度过大，不能形成较好的给体-受体传输网络，不利于激子的分离，导致短路电流密度减小，进而影响最后的器件性能。