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光伏发电是解决当前人类面临的能源危机以及环境污染问题的有效途径。在种类繁多的太阳电池中染料敏化太阳电池(DSC)以其制备工艺简单、能量回收期短、低成本的优势获得了广泛的关注。目前DSC的实验室光电转换效率最高已超过13％。叠层太阳电池相比于单结电池理论上可以获得更高的光电转换染料敏化太阳电池。利用DSC制备叠层太阳电池可以充分发挥其高效低成本的优势，在未来的商业化应用中具有很大的潜力。 聚合物半导体材料具有结构易修饰、带隙易调、消光系数高等优点，在聚合物太阳电池中应用广泛。本文将聚合物半导体材料引入DSC中制备了两种叠层DSC:杂化叠层太阳电池(T-SC)和聚合物光阴极pn-DSC。 T-SC由常规的DSC和聚合物太阳电池串联组成。电池结构为FTO/TiO2，N719染料/电解质/PEDOT∶PSS/TiOx/MEH-PPV, PCBM/PEDOT∶PSS/FTO。分别利用N719染料和MEH-PPV作为DSC和聚合物太阳电池的吸光材料。之后文中通过调节光谱和调控TiOx层厚度对杂化叠层太阳电池进行了优化。 Pn-DSC由都具有光电转换能力的光阳极和光阴极组成，理论最高光电转换效率与双结叠层太阳电池相同。并且相比于其他种类叠层太阳电池具有制备工艺简单的优势。目前研究中pn-DSC的性能主要受制于光阴极的性能，以及光阴极和光阳极光谱的重叠。由于聚合物半导体材料在光照下产生激子，而激子的扩散距离较短。增加聚合物与电解质之间的接触面积成为提高光阴极性能的关键因素之一。本文采用聚合物材料作为光活性材料制备了两类聚合物光阴极:一种采用平板多孔聚合物膜的方式制备聚合物光阴极，并通过调节添加剂、溶剂处理时间对聚合物光阴极太阳电池光电转换性能进行了优化;另一种引入NiO多孔骨架膜与聚合物多孔膜形成具有二级多孔结构的光阴极，并对制备工艺参数进行了优化，显著地提高了聚合物光阴极的短路电流密度。 将二级多孔结构光阴极与常规DSC光阳极组成聚合物光阴极pn-DSC。采用窄带隙，宽光谱吸收聚合物PCPDTBT作为光阴极光活性材料，获得了光阳极与光阴极之间的光谱互补。通过调整两光电极性能实现了光阴阳极电流的匹配。最后，文中采用串联电流模型对聚合物光阴极pn-DSC的J-V特性进行了模拟。