聚合物太阳能电池因为其具有重量轻、成本低、可制作在柔性衬底上等优点受到广泛关注,具有良好的发展前景。由于有机活性材料的载流子迁移率较低,因此聚合物太阳能电池有源层厚度通常在200nm以下,导致入射光很难被有源层完全吸收。与硅太阳能电池近100%的光吸收率有较大差距。因此如何进一步增强有源层的光吸收、提高器件的光电转换效率是当前聚合物太阳能电池领域的研究热点之一。针对上述问题,本论文采用在器件阴极缓冲层制备陷光结构的方法来提高有源层的光吸收率。首先通过常规热退火与快速热退火技术制备了双层氧化锌阴极缓冲层陷光结构,得到粗糙的表面形貌,使入射光在薄膜表面处发生折射、散射,增加入射光在有源层中的光程,从而增强了有源层的光吸收,提高了聚合物太阳能电池的光电转化效率。其次探索了不同条件下化学水浴法生长氧化锌纳米柱阴极缓冲层对聚合物太阳能电池光学特性的影响,并通过Cs掺杂来提高氧化锌纳米柱的结晶质量和电学特性,进一步改善了聚合物太阳能电池器件的性能。论文具体内容如下:首先,分别采用常规热退火与快速热退火技术制备了双层氧化锌阴极缓冲层陷光结构,探索了快速热退火的最佳温度与时间,在快速热退火条件为500℃、40s时,双层氧化锌薄膜的陷光效应最明显,有源层光吸收率最高,并制备了结构为ITO/双层Zn O陷光结构/P3HT:PC61BM/Mo O3/Ag的聚合物太阳能电池,其光电转化效率达到了3.54%,相对于单层氧化锌器件的效率提高了45.7%。然后,采用化学水浴法制备了氧化锌纳米柱阴极缓冲层并对生长时间等工艺参数进行了优化。当水浴生长时间为10min时,氧化锌纳米柱阴极缓冲层的陷光效应最强,有源层的光吸收率最大,与双层氧化锌陷光结构的有源层相比,其中心波长(500nm)的光吸收提高了6.7%。然后制备了结构为ITO/Zn O纳米柱/P3HT:PC61BM/Mo O3/Ag的聚合物太阳能电池,器件效率达到了3.05%。由于水浴生长的氧化锌纳米柱表面及内部的缺陷较多,导致器件的结晶特性和电学特性较差,影响了器件的效率。因此为进一步改善器件阴极缓冲层的结晶特性和电学特性,我们对氧化锌纳米柱进行了铯掺杂并探索了最佳铯掺杂浓度,在掺杂浓度为1m M时,器件的效率最高,达到了3.24%,与未掺杂的器件相比,效率提高了6%。本论文制备的氧化锌阴极缓冲层陷光结构以及氧化锌纳米柱阴极缓冲层陷光结构,改善了聚合物太阳能电池的光学特性,提高了器件的光电转换效率,且制备工艺简单,成本较低,为聚合物太阳能电池的生产和应用提供了一条新的思路,具有较好的应用前景。