以有机金属卤化物钙钛矿太阳电池和聚合物体异质结太阳电池为例的新一代光伏技术是一类面向可再生能源的新兴科技,具有在质轻及柔性基板上低成本溶液加工的优势,因而备受关注。除了发展新型活性层材料以外,界面工程的改善也在光电器件的快速发展过程中起到了重要作用。本论文的研究内容主要集中于两类快速发展的光电器件——钙钛矿太阳电池和有机太阳电池,重点研究其器件物理及界面机制,特别是在将光伏技术推向商业化的关键问题上有较多讨论,以期为未来实现廉价、高效、大面积印刷生产及半透明器件应用等方面提供理论及实践指导。在第二章中,我们主要研究一系列含有不同有机阳离子及卤素阴离子的离子盐作为添加剂对钙钛矿吸光层的薄膜形貌及结晶程度的影响。研究发现,有机卤素离子盐的种类及浓度可有效改变钙钙钛矿薄膜的形貌及结晶性质,其中,TPPI(Itetraphenylphosphonium iodide,四苯基碘化膦)和 TPPCl(tetraphenylphosphoniumchloride,四苯基氯化膦)是两种最为有效的、可提升钙钛矿薄膜的结晶度和覆盖度的添加剂,这可能是由于I和Cl-阴离子可改变钙钛矿薄膜形成动力学。为了进一步优化电池器件效率,我们也尝试将TPPI作为界面n型掺杂剂,并将其旋涂于电子传输层和阴极金属Al之间修饰阴极界面,可减小阴极界面接触电阻。在添加剂和界面修饰的双重作用下,卤化膦盐改性的钙钛矿太阳电池效率可进一步提升至13%,而未经修饰的器件效率仅有～10%。在第三章中,我们主要研究用聚合物材料代替富勒烯作为平面异质结钙钛矿太阳电池电子传输层的可能性。我们将一种由芴、萘二酰亚胺和噻吩桥键组成的含胺基官能团的共轭聚合物(PFN-2TNDI)作为新型电子传输层,应用于钙钛矿太阳电池中。研究发现,此聚合物可以替代目前在p-i-n型平面异质结结构的钙钛矿太阳能电池中常用的电子传输层材料 PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester),首次报道了非富勒烯型电子传输层器件性能高于富勒烯型器件。另外,聚合物侧链上的胺基不仅可以钝化钙钛矿的表面缺陷,以此提高电子抽取性能,同时也能够通过形成界面偶极降低金属阴极的功函,起到修饰阴极界面的作用。在上述双重作用下,基于PFN-2TNDI制得的钙钛矿太阳电池器件性能远优于以PCBM为电子传输层的电池器件,最终器件的光电转换效率由12.9%提升至16.7%。除了器件性能有所增强外,我们还发现,此聚合物具有极其优异的电子传输特性,应用此新型电子传输层制备的钙钛矿太阳电池器件可以在较宽的界面厚度范围内保持较高的能量转换效率,这给未来利用印刷方法制备大面积钙钛矿太阳电池提供了良好的加工窗口。在第四章中,我们主要研究适用于非富勒烯太阳电池的新型界面设计方法,使用了一种以萘二酰亚胺为基本构成单元的水/醇溶共轭聚合物界面材料,在非富勒烯聚合物太阳电池器件里实现了超过11%的光电转换效率,这一最优电池器件的光电转换效率是当时单节非富勒烯太阳电池器件的最高效率之一。研究发现,界面层在这一器件中具有双重功效:既作为界面层,可促进器件电子抽取以及减少载流子复合缺失;又可作为吸光层,对器件光电流的产生具有一定贡献作用。因此,我们的研究不仅提供了一种适用于非富勒烯太阳电池界面工程的通用设计思路,也为新型三元电池器件结构开辟了新的设计方向,即可以考虑将第三组分放于界面层,促进了高效聚合物太阳电池的发展。在第五章中,我们主要研究非富勒烯半透明太阳电池,首次制备了当可见光透过率为～25%时,电池器件效率超过7.5%的高效非富勒烯半透明器件。相对于其全反射电池器件,本章所研究的半透明太阳电池的能量转换效率可以维持在全反射器件效率的85%。另外,非富勒烯活性层材料在近红外波段的强吸收使此半透明电池具备了良好的隔热效果,这在未来建筑物或汽车隔热薄膜方面具有极大的应用前景。