在当今能源紧张的时代,开发利用太阳能电池是解决能源问题的重要手段。聚合物太阳能电池因其材料来源广泛且价格低廉、制备工艺简单、可实现柔性大面积等优点,而受到了广泛关注。然而聚合物太阳能电池的效率低的问题一直没有得到很好的解决,其主要原因是电池的活性层材料对太阳光光谱的吸收不够,导致电池所能吸收利用的太阳能不足到达地面的太阳能的一半,从而限制了聚合物太阳能电池的最终的能量转换效率。稀土上转换发光材料,可以将近红外光上转换为可见光发出,而稀土上转换材料加入聚合物太阳能电池中,利用合适的活性层有机材料吸收稀土材料的上转换发光,可以达到对近红外光能量的吸收利用的作用,最终提升聚合物太阳能电池的能量转换效率。本课题从基于P3HT:PCBM体系的聚合物太阳能电池出发,利用稀土上转换纳米粒子(NaYF4:Yb3+,Er3+)在P3HT母体中的掺杂,利用双层的聚合物太阳能电池结构,制备了上转换-聚合物太阳能电池,并对其光伏性能进行了研究分析。通过对上转换纳米粒子的掺杂位置、掺杂比例的调整,在NaYF4:Yb3+,Er3+纳米颗粒与P3HT以重量比为11.7%时,采用双层结构的上转换-聚合物太阳能电池的性能最优。电池的短路电流达到10.89mA/cm2,能量转换效率为3.62%,比未掺杂上转换纳米粒子的上层结构的聚合物电池的短路电流高16.6%,能量转换效率高10.7%；比单层的体异质结聚合物电池的短路电流高出22.4%,能量转换效率高16.4%。