由于有机太阳能电池具有成本低、制备工艺简单、柔性等特点在近些来吸引了众多的关注,但是它效率低、稳定性不好等缺点阻碍了其大规模商业化发展。目前,反向结构的有机太阳能电池已被证实能够有效地提高器件的可靠性,而且聚合物与非富勒烯受体体系的有机太阳能电池在效率上有了新的突破。本论文的课题来源于实验组的国家自然科学基金项目,主要研究内容是基于低温氧化锌水溶液,以PBDB-T:ITM有机层作为光吸收层来制备高性能的有机太阳能电池,并在柔性衬底上制备非富勒烯有机太阳能电池,研究成果如下:第一部分,阴极缓冲层材料的选择对反向结构的电池器件性能起到重要的作用,常见的阴极缓冲层材料有TiO2、ZnO等。由于氧化锌材料优异材料特性,在反向结构的有机太阳能电池中应用尤其广泛。而且制备氧化锌薄膜的几种方法中,溶胶凝胶法制备阴极缓冲层时需要使用高温(200℃-400℃)退火才能使获得性能良好的薄膜,不适合制备柔性电子器件,此外纳米氧化锌颗粒处制备的氧化锌层在空气中的电气性能十分敏感,而低温氧化锌水溶液能够克服以上缺点。因此,我在实验室课题组关于低温氧化锌水溶液的研究基础上,基于Glass/ITO/ZnO/PBDB-T:IT-M/MoO3/Ag的结构,并通过研究PBDB-T:IT-M有机层的工艺条件,在低温工艺下制备了性能较高的有机太阳能电池,结论如下:当PBDB-T:IT-M有机层的退火温度为160℃时,能获得性能较好的电池器件;当旋涂PBDB-T:IT-M有机层的转速为3000 r/min时,有机层的厚度接近100nm,能获得性能较好的电池器件。随后,在实验中使用低温氧化锌水溶液与溶胶凝胶法氧化锌溶液分别制备了结构为Glass/ITO/ZnO/PBDB-T:IT-M/MoO3/Ag的有机太阳能电池,来对比基于不同方法制备氧化锌层的电池器件在性能上的差异,其中基于低温氧化锌水溶液法制备的有机太阳能电池器件实现了9.3%的效率,基于溶胶凝胶法制备的有机太阳能电池器件实现了8.6%的效率,实验测试结果表明使用低温氧化锌水溶液法与溶胶凝胶法氧化锌层制备出的有机太阳能电池在性能上没有太大的差异。此外,为了研究实验中制备的电池器件的可靠性,将未封装的电池器件在空气中暴露了240h,发现电池性仍能保持为原来82%,证明该电池器件具有良好的可靠性。第二部分,为了研究低温氧化锌水溶液在柔性衬底上制备高性能非富勒烯有机太阳能电池的可行性,我基于PET/ITO/ZnO/PBDB-T:IT-M/MoO3/Ag的结构制备了柔性电池器件,通过性能测试发现,相比于玻璃衬底上制备的电池器件,柔性电池器件的性能并不是十分理想,电池器件的效率都低于7%,可能与实验中对PBDB-T:IT-M有机层的退火破坏了界面层之间的接触有关。而且为了研究柔性电池器件的耐弯曲能力,进行了不同曲率半径的弯曲操作,发现当曲率半径不小于0.8cm时,它能够在1000次折叠后继续正常工作,但是当弯曲半径不大于0.5cm时,器件在被多次折叠后会导致其性能快速下降接近失效,之后并简单研究了器件性能下降的原因。最后,研究了柔性电池器件的可靠性,将未封装的柔性电池器件放置在空气中240h,电池性仍能保持为初始值的83%,证明该柔性电池器件具有不错的可靠性。