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本论文围绕影响体相异质结聚合物太阳能电池光伏性能的相关因素展开研究,主要内容分为三个部分：首先研究了热处理对聚3-己基噻吩：[6,6]-苯基c61丁酸甲酯(poly(3-hexylthiophene):[6,6]-phenyl C61butyric acid methyl ester, P3HT:PCBM)薄膜的形貌影响；接着对喹喔啉类共聚物材料poly[2,3-bis-(3-octyloxyphenyl)quinoxaline-5,8-dyl-alt-thiophene-2,5-diyl](TQ)采用氟原子取替方法得到最高占据分子轨道(HOMO)能级更低的Poly[6-fluoro-2,3-bis-(3-octyloxyphenyl)quinoxaline-5,8-diyl-alt-thiophene-2,5-diyl](FTQ), FTQ:PCBM作为活性层制备的器件开路电压更高；最后对基于poly[4,8-bis-alkyloxybenzo(1,2-b:4,5-b)dithiophene-2,6-diyl-alt-(alkyl thieno(3,4-b) thiophene-2-carboxylate)-2,6-diyl](PBDTTT-C)的聚合物光伏器件制备工艺和器件参数进行了优化,对器件稳定性进行了初步的探讨。1、利用退火处理对P3HT.PCBM共混膜形貌及其器件性能在不同温度下的影响进行研究。◇退火温度对P3HT:PCBM共混膜中PCBM团聚体的影响。实验结果表明,PC61BM和PC71BM团聚体的尺寸随退火温度的升高而逐渐增大,但是两种受体的聚集态明显不同,PC61BM聚集体呈树枝状,而PC71BM聚集体呈星状。◇A1电极对PCBM团聚体形成的影响。研究表明,先蒸镀A1电极再对P3HT:PCBM薄膜退火,A1层可避免微米量级的PCBM团聚体在薄膜表面出现。令热处理对P3HT的结晶态和薄膜的吸收强度的影响。退火温度的提高会增强薄膜中P3HT的吸收强度和结晶强度。◇热处理对P3HT:PCBM为功能层的光伏器件的影响。结果表明,当热处理温度接近P3HT玻璃化温度时,器件的性能得到了提高。在170℃下的30分钟热处理时,器件的性能最好。2、研究了氟取代的FTQ材料的吸收,薄膜形貌以及在光伏器件中的应用。◇氟取代TQ得到的FTQ材料比原材料TQ的HOMO能级更低,介电常数更高,从而相应器件的Voc有所增加。FTQ材料有1.70eV光学带隙,-5.51eV的HOMO能级和高达5.7×10-3cm2V-1S-1的空穴迁移率,是一种优良的光伏给体材料。FTQ:PC71BM共混膜在110℃退火后FTQ的吸收变化情况。退火后吸收峰发生红移,且吸收强度与红移量随时间增加而增加。◇优化了器件性能。以1：1的质量比制备的FTQ:PC71BM器件,在其功能层经历1分钟的短时间退火后,得到5.3%的转换效率。3、对于分别以聚(3,4-乙撑二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS)和氧化锌(ZnO)为修饰层的PBDTTT-C:PC71BM体系的传统型与倒置型两种器件,研究了影响器件性能的参数,通过优化参数得到高效率的光伏器件。探讨了两种器件在长期存放、光照和加热下性能的稳定性。令研究了溶剂与添加剂对以PBDTTT-C:PC71BM功能层的光伏器件性能的影响。比较了几种不同溶剂和添加剂制备的光伏器件的性能,结果显示以邻二氯苯(dichlorobenzene, DCB)为溶剂添加3%的二碘辛烷(1,8-diiodoctane, DIO)对,其器件性能达到最优,光电转换效率达到6.7%。◇探讨了传统结构和倒置结构器件在氮气环境下长期存放、模拟太阳光照和加热条件时性能的变化。发现传统正型器件比倒置型的效率衰减快。这是由于倒置型器件中电极修饰层为ZnO和氧化钼(MoO3)等稳定的无机化合物的保护作用,其器件效率衰减更慢。令以ZnO作为阴极修饰层,不仅有良好的电子传输能力,而且能提高器件的寿命与稳定性,倒置型器件是较理想的实用化的太阳能电池候选者。