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摘要：本论文对影响体异质结聚合物太阳能电池光伏性能的相关因素进行了研究,内容主要分为三个部分：首先,利用正交溶剂法制备了双层扩散型体异质结聚合物太阳能电池,研究了体异质结结构的形成过程,以及制备工艺对聚3-已基噻吩：[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(P3HT:PC61BM)薄膜形貌及器件性能的影响；其次,利用等离子体技术调控氧化铟锡(ITO)电极的功函数,制备了无阴极修饰层的反型聚合物太阳能电池,获得了较高的能量转换效率；最后,利用原子层沉积技术低温制备了氧化锌和氧化铝薄膜,研究了氧化物薄膜作为阴极修饰层对电子收集能力的影响。1、利用正交溶剂法制备了基于P3HT/PCBM的双层扩散薄膜,研究了薄膜的形成过程,以及退火对薄膜形貌及器件性能的影响。☆P3HT/PCBM双层扩散薄膜的制备：通过逐层旋涂的方法制备了P3HT/PCBM薄膜。在PCBM层的旋涂过程中,由于PCBM分子的溶剂二氯甲烷与P3HT具有较强的相互作用,二氯甲烷能够快速的渗入P3HT薄膜内部并降低其有序度。这一过程使PCBM分子扩散入P3HT薄膜内形成体异质结,但同时也造成了P3HT薄膜有序度和光吸收效率的下降。(?)器件性能的优化：影响器件性能的关键因素为PCBM的浓度和器件的前退火温度。当PCBM的浓度为8mg/mL,前退火温度为110℃时,器件具有较高的能量转换效率。前退火的主要作用是使PCBM分子在功能层内的分布更加均匀,形成良好的给体和受体互穿网络结构,另外,前退火还使P3HT的结晶度增加,P3HT和PCBM的相分离行为更加显著。令后退火处理对器件的影响：后退火处理导致了双层扩散体异质结器件性能的下降。器件性能下降的主要原因是双层扩散体异质结的表面包含高浓度的PCBM分子,退火促进了PCBM分子在功能层和铝电极界面的结晶,破坏了界面的连续性;此外,PCBM的结晶使晶体附近的给体和受体比例发生变化,影响了光生激子的解离和载流子的传输。2、使用等离子体处理技术调控了ITO的功函数,制备了无阴极修饰层的反型器件。(?)氩和氢等离子体处理增加了ITO表面氧空位的浓度,从而导致了ITO薄膜功函数的降低。(?)以低功函数的ITO为阴极,制备了无阴极修饰层的反型器件。基于P3HT:PCBM和PBDTTT-C:PCBM体系的器件效率分别达到了3.57%和6.3%。器件性能提高的原因是ITO功函数与功能层受体的LUMO能级接近,形成了欧姆接触;另外,低功函数的ITO增强了器件的内建电势,提高了载流子的收集效率和载流子的寿命。(?)等离子体处理后的ITO在空气中具有稳定的功函数；另外,基于低功函数ITO的无阴极修饰层器件在暗态下具有良好的稳定性,在光照下的稳定性略差于氧化锌为阴极修饰层的器件。3、利用原子层沉积技术低温制备了氧化锌和氧化铝薄膜,并用该薄膜制备了反型聚合物太阳能电池。令在60℃-190℃的温度范围内制备出了致密的氧化锌薄膜。沉积温度对氧化锌薄膜的晶向和形貌有显著的影响；但是对器件性能没有影响。(?)以超薄氧化铝为阴极修饰层的器件具有较低的填充因子和开路电压,且器件的电流-电压曲线在开路电压附近有明显的S型,这种S型可以通过光照消除。光照对器件的主要影响为ITO功函数的下降和氧化铝薄膜导电性的提高,其中ITO功函数下降提高了器件的填充因子和开路电压,而氧化铝导电性的改善增强了器件的注入电流。