有机太阳能电池（OSCs）因其制作工艺简单、原材料丰富、轻便、柔性、可大面积制备等优点,近年来得到了广泛关注。但与无机太阳能电池相比,其光电转化效率偏低,主要是由于OSCs活性层的光吸收长度和载流子传输距离之间的矛盾,限制了活性层的厚度,即活性层太厚不利于载流子的解离、传输和收集。因此,必须找一个方法在不增加活性层厚度的情况下,提高活性层的光吸收,以提高OSCs的光电转化效率。目前,最常见的方法是在OSCs中引入金属纳米结构,尤其是掺杂制备容易、光学性能易于调控的金属纳米颗粒,利用金属纳米颗粒的局域表面等离子激元共振和远场散射效应来提高OSCs光捕获,进而改善OSCs的光电转化效率。本工作选择了目前很少被关注的二氧化硅包覆的银纳米立方颗粒（Ag NCs@Si O2）和裸露的银纳米立方颗粒（Ag NCs）,将其掺杂在活性层底部,研究了对基于PTB7:PC₇₀BM OSCs性能的影响,并对其中的物理机制进行了详细分析。主要研究内容如下:1、用液相化学合成法制备了Ag NCs。然后用St?ber的方法,对Ag NCs进行了二氧化硅包覆,得到了Ag NCs@Si O2。并用紫外-可见光吸收、场发射扫描电子显微镜和高分辨率透射电子显微镜对制得的银纳米颗粒进行了表征。结果显示,Ag NCs的边长为40-50 nm左右,Si O2包覆层的厚度大约为8-15 nm。Ag NCs的共振吸收峰位于351 nm,384 nm和440nm。Ag NCs@Si O2的共振吸收峰位于356 nm,386 nm和451 nm,相对于Ag NCs,主吸收峰红移了11 nm。2、设计并优化了基于PTB7:PC₇₀BM的标准OSCs和掺杂银纳米颗粒的OSCs,并对其光伏性能及稳定性进行了表征。结果表明,掺杂Ag NCs@Si O2和Ag NCs器件的平均光电转换效率分别为7.84%和7.52%,与标准器件相比,分别提高了13.8%和9.13%。而且掺杂银纳米颗粒可以改善器件的稳定性。3、通过研究掺杂银纳米立方颗粒对活性层相分离的影响和对激子产生、激子解离以及载流子迁移率的影响,详细分析了银纳米立方颗粒对电池光伏性能的影响机理。并通过掺杂Ag NCs@Si O2和Ag NCs光伏器件性能的对比研究探明了Si O2包覆层的作用。结果表明,掺杂银纳米立方颗粒后,提高了活性层对光的吸收能力,因而提高了激子的产生率;改善了活性层的相分离,因而提高了激子的解离率和载流子的传输和收集效率;改变了活性层内的光场分布,使激子的产生、解离区域移向阴极,降低了迁移率较低的电子的传输距离,减少了活性层内空间电荷的积累,也提高了载流子的传输和收集,同时提高了器件的稳定性。和Ag NCs相比,Ag NCs@Si O2激发了更强的表面等离激元共振,并且使银纳米颗粒更深入到活性层内部,因而表现了更强的光捕获能力和诱导了更高的载流子的传输和收集效率。