聚合物太阳能电池在近十多年来已经成为一个热门的研究课题。因为它具有低成本、制作流程简单、可在柔性衬底上制备等许多独特的优点，广泛认为聚合物太阳能电池可能作为破解能源危机的一条出路。　　在绪论中，我们首先介绍了聚合物太阳能电池的工作原理。然后以聚合物太阳能电池的发展历程为脉络，引出电子给体和受体、体相异质结、电极界面层、热退火、溶剂退火、串联电池、反型电池、大面积器件等聚合物太阳能电池领域的重要概念。　　而本人的研究工作主要集中在三个方面:　　NiO作为聚合物太阳能电池电子阻挡层的器件制备。首先简要介绍了本组在射频磁控溅射NiO薄膜方面的工作基础。在这个基础上，我们设计和实现了一整套的基于poly(3-hexylthiphene)∶[6,6]-phenyl-C61 butyric acid methyl ester(P3HT∶PCBM)体系的聚合物太阳能电池的制备和测试流程。通过用poly(3，4-ethylenedioxythiophene)∶poly(styrenesul fonate)混合物薄膜(PEDOT∶PSS)作为电子阻挡层的聚合物太阳能电池，确定了对P3HT∶PCBM光敏层的最佳退火条件为120℃下退火20min，在100mW/cm2的卤素灯光照下电池参数为开路电压VOC=0.54V，短路电流SC=11.3 mA/cm2，填充因子FF=33.3％，能量转换效率PCE(％)=2.00％。又制备了不同厚度的氧化亚镍(NiO)薄膜作为电子阻挡层。在最佳退火条件下，NiO薄膜厚度为15nm时，器件有着最高的能量转换效率，性能参数为VOC=0.61V，JSC=10.15 mA/cm2，FF=42.2％，PCE(％)=2.61％。　　我们对P3HT∶PCBM材料体系进行了退火过程中的原位光致发光(PL)和光吸收测试。首先针对有机材料的特殊实验要求，搭建了一套光学测试系统。通过对比150℃下退火过程中纯P3HT和P3HT∶PCBM混合物薄膜的PL强度的不同变化，指出PL强度可以作为P3HT∶PCBM中两相分离程度的指标。然后在纯P3HT处于230℃以上的高温时，在约2.2eV左右有一个新的PL峰出现，远高于低温下的PL能量。结合光吸收谱的变化和差示扫描量热法的结果，确定这个新的峰是熔化状态的P3HT发出，相对强度可以作为P3HT的熔化比例的指标。最后利用这个指标，研究了P3HT∶PCBM混合体系中P3HT的熔化行为，确定了共晶点在P3HT质量分数～65％、共晶温度～200℃。　　最后研究了退火对P3HT∶PCBM混合物薄膜中材料分布和形貌的影响。对不同退火条件下的P3HT∶PCBM混合物薄膜的近边X射线吸收精细结构谱结果显示不同的退火温度使薄膜上表面成分发生变化∶在150℃以下退火时，PCBM倾向于在表面聚集，而退火温度在160℃以上时，PCBM很快地从表面消失，使得表面成为几乎纯的P3HT单层，P3HT的取向分布也有变化。然后又在220℃下退火的P3HT∶PCBM混合物薄膜中发现一种新型的针状结构。共聚焦荧光和拉曼区域扫描发现这种结构具有精细结构∶PCBM富集的中心夹在P3HT富集的侧壁之间。从P3HT∶PCBM材料体系的共晶熔化特性给出了这种针状结构的形成机制。