有机太阳能电池凭借其质轻、可卷对卷柔性印刷以及广阔的外太空应用前景吸引了研究者的广泛关注,但光电转化率较低和稳定性差是限制其商业化的瓶颈因素。有机太阳能电池作为多层结构器件,其界面工程在提升器件光电转化效率和稳定性方面至关重要。纳米氧化锌（ZnO）具有电导率高、制备简单且功函匹配等优点,是当前有机太阳能电池中最常见的电子传输层材料,但由于其表面缺陷密度高、易吸附氧、易团聚及光催化特性等缺点,严重影响了有机太阳能电池的光电转化效率和稳定性。近年来,各种纳米碳材料如石墨烯、碳点（Carbon dots,CDs）等,由于具有优异的光电性能、能级可调和可溶液加工等优点,在有机太阳能电池中作为界面修饰层展现出极大的应用潜力。鉴于此,本论文创造性地将ZnO和纳米碳材料原位复合生成两类核壳量子点材料:ZnO包覆CDs的核壳结构量子点（CD@ZnO）和碳包ZnO核壳结构的量子点（ZnO@C）,有效钝化了ZnO表面缺陷、改善其分散性并抑制其光催化能力,最终有效提升了有机太阳能电池的光电转换效率和稳定性,为有机太阳能电池的性能提升提供了一种新途径。具体研究内容和结果包括以下两方面:（1）CD@ZnO核壳量子点的制备及其作为有机太阳能电池电子传输层。首先,以柠檬酸和乙二胺为原料,采用水热法合成CDs,进而将其作为成核剂加入到ZnO的生成反应中,通过颗粒沉淀法原位合成CD@ZnO。相较于ZnO（粒径3-5 nm）,CD@ZnO粒径增大（5-8 nm）、单分散性改善、带隙增大,缺陷得到抑制。得益于CD@ZnO基电子传输层具有更强的电荷分离和提取能力以及和活性层界面处更低的电荷复合率,以PM6:IT-4F为活性层组建非富勒烯基有机太阳能电池时,相较ZnO基器件,CD@ZnO基器件开路电压(Open Circuit Voltage,VOC)从0.80 V提升到0.83 V,填充因子（Fill Factor,FF）0.68提升到0.71,效率从11.26%提升到12.23%;以P3HT:bis-PCBM为活性层组建富勒烯基器件时,CD@ZnO基器件较ZnO基器件VOC从0.70 V提升到0.73 V,FF从0.62提升到0.66,效率由4.13%提升到4.64%。（2）ZnO@C核壳量子点的制备及其作为有机太阳能电池电子传输层。首先,以氢氧化钾和醋酸锌为原料,通过颗粒沉淀法合成ZnO;进而将ZnO作为成核剂,邻苯二胺作为小分子碳源,通过溶剂热法合成ZnO@C。ZnO@C（5-8 nm）粒径较ZnO（3-5 nm）增大,带隙减小、疏水性增强、表面缺陷被有效钝化。最终,以ZnO@C为电子传输层、PM6:Y6为活性层制作有机太阳能电池,其光电转化效率和稳定性都明显提升。效率方面,ZnO@C基器件（15.48%）高于ZnO基器件（15.04%）,这得益于ZnO@C更为匹配的功函数及与活性层更良好的接触,使得器件具有更高的VOC（0.84 V）和FF（0.74）。稳定性方面,ZnO@C器件表现出更高的空气稳定性,在60%湿度的空气中老化100 h后,ZnO@C器件性能衰减36%,而ZnO基器件衰减64%;ZnO@C器件也表现出更高的抗紫外辐照能力,在强紫外光辐照3 h后,ZnO@C基器件衰减25%,而ZnO基器件衰减70%。这得益于:一方面ZnO@C表面的碳壳不仅疏水且有效钝化ZnO表面缺陷;另一方面,碳壳层吸收了大部分紫外光且有效阻隔ZnO与活性层接触,最终既抑制了ZnO表面氧吸附,又抑制与受体材料光催化反应,最终提高器件稳定性。综上,本论文合成两种核壳结构量子点（CD@ZnO和ZnO@C）,二者都可以钝化ZnO缺陷,ZnO@C的缺陷钝化效果更优;将二者用作有机太阳能电池电子传输层,均可以有效提升有机太阳能电池效率;而且,ZnO@C对电池的空气和紫外稳定性也可起到明显的提升作用。本论文为钝化金属氧化物缺陷并提升有机太阳能电池光电转化效率和稳定性提供了一种新的思路。