活性层形貌以及界面修饰层是影响有机太阳能电池光电转换性能的主要方面。本论文利用新型窄带隙材料poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benz o[1,2-b:4,5-b’] dithiophene-co-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-2-carboxylate] (PTB7-T h)作为给体、[6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM)作为受体制备了一系列太阳能电池器件,通过优化活性层形貌和阳极界面修饰层聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的光电特性来优化器件性能,同时研究了活性层形貌和阳极界面修饰层PEDOT:PSS光电特性对器件性能影响的机理问题。我们首先研究了添加剂1,8-二碘辛烷(DIO)掺杂对PTB7-Th:PC71BM活性层形貌以及电荷产生和电荷传输的影响。从原子力显微镜(AFM)图可以看出DIO掺杂有利于改善活性层薄膜的结晶性,减小给受体材料的相分离尺寸,增大激子解离几率。我们引入飞行时间二次离子质谱法来研究DIO掺杂后,给受体材料在垂直方向上的分布。实验结果表明,DIO掺杂会使得给体材料PTB7-Th向低功函数的阴极扩散,这不利于电荷传输。综上所述,添加剂DIO掺杂会导致两种结果：第一有利于形成较小尺寸的相分离,提高激子解离几率,有利于电池性能提高；第二促使在成膜过程中给体材料PTB7-Th向低功函数的阴极扩散,损害电荷传输。为了改善DIO掺杂对活性层相分离和电荷传输的相悖的作用,我们利用甲醇溶剂冲洗掺有DIO的活性层表面,来改善给受体材料在垂直方向上的分布。我们通过飞行时间二次离子质谱法证明了甲醇冲洗掺有DIO的活性层表面后梯度三维结构的形成。并且通过以下三种方式对梯度三维体异质结结构的形貌进行了改善：(1)通过调节甲醇冲洗转速来优化梯度三维体异质结形貌,只有旋涂在活性层表面的甲醇的量和活性层的厚度相匹配时,甲醇对活性层中溶解着PC71BM的DIO的提拉作用才能达到最优；(2)通过调节活性层旋涂和甲醇冲洗的时间间隔来优化梯度三维体异质结形貌,只有这样才可以既保证活性层薄膜的自组装,又保证甲醇对溶解着PC71BM的DIO的提拉作用;(3)通过调节添加剂DIO的体积分数来调节梯度三维体异质结形貌,进而起到调节活性层相分离的目的。最后,我们研究了梯度三维结构相对于常规体异质结结构在电荷产生和电荷传输上的优越性。研究表明,梯度三维结构不仅可以提高器件的内量子效率还可以改善电荷传输特性,进一步说明了梯度三维结构在保证合适相分离的同时,还可以在垂直方向上建立连续的电荷传输通道。为了获得一个较好的器件性能,理想的空穴提取层需要具有合适的能级以降低电荷收集势垒,足够的导电率以降低电阻损失,同时还需具有较高的透过率以降低光损失,我们引入二甲基亚砜(DMSO)溶剂冲洗处理空穴提取层PEDOT:PSS的方法来改善PEDOT:PSS的导电率和透过率。实验结果表明：(1)DMSO冲洗处理PEDOT:PSS后,PEDOT:PSS的导电率从9.64×104提高到4.64×10-2s/cm;(2)DMSO冲洗处理PEDOT:PSS后,引起了PEDOT:PSS的自组装,改变了其结晶特性和膜厚,明显的提高了PEDOT:PSS薄膜的透过率,减小了光损失。将DMSO冲洗处理后的PEDOT:PSS应用于PTB7-Th:PC71BM电池器件,器件的短路电流从14.31 mA/cm2增加到21.86 mA/cm2,光电转换效率从7.35%提高到9.48%。此外,我们发现DMSO溶剂冲洗处理会降低PEDOT:PSS的功函数,进而增大电荷收集势垒,因此我们引入5wt% tetrafluoroethylene-perfluoro-3,6-dioxa-4-met hyl-7-octenesulfonic acid copolymer (a perfluorinated ionomer(PFI)掺杂的方法来改善PEDOT:PSS的功函数。我们设计了两步法处理PEDOT:PSS:第一步,将PEDOT:PSS和PFI以不同的体积比进行掺杂,以达到增大PEDOT:PSS功函数的目的；第二步,在PEDOT:PSS:PFI薄膜上进行DMSO溶剂冲洗处理,以达到改善导电率和透过率的目的。将两步法处理的PEDOT:PSS应用于器件制备时,器件光电转换效率从7.35%提高到10.10%。这种两步法处理法(溶剂掺杂和溶剂冲洗共同作用的方法)可能会提供一个新的视角来改善PEDOT:PSS的光电特性和太阳能电池的光电转换效率。