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太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，利用太阳能电池将太阳能转化为电能是解决当前能源危机的有效方法之一。有机聚合物太阳能电池(OPVs)由于柔性、质轻、廉价等优点使其成为目前的研究热点。近年来，研究者通过合成新的活性层材料、改进电池结构，不断地提高有机聚合物太阳能电池的光电转换效率。目前实验室报道的聚合物太阳能电池的光电转换效率超过10％。然而要使有机聚合物太阳能电池真正成为一种实用廉价商业化产品，器件的光电转换效率和工作寿命都必须进一步提高。对于聚合物太阳能电池来说，连接电极与活性层的界面修饰层对器件的性能和空气稳定性有着非常重要的影响。因此，本文以TiO2为基础，围绕器件的阴极界面修饰，提出Nb2O5掺杂TiO2及TiO2/PFN双层阴极修饰层这两种类型的阴极修饰材料，研究了改善的阴极修饰材料的性质，并用于倒置聚合物太阳能电池的阴极界面修饰，有效提高了电池的光电转换效率和空气稳定性。另外，本文通过溶剂退火的方式改善了活性层材料的成膜特性，实现薄膜微相分离，提高了有机聚合物太阳能器件的光电转换效率。具体研究内容如下: (1)研究Nb2O5掺杂的TiO2(TiO2-Nb)薄膜及其为倒置聚合物太阳能电池的电子收集层。研究不同Nb2O5含量的TiO2-Nb复合薄膜，发现Nb含量越高，复合薄膜的电导率越高，讨论了将不同掺杂比的TiO2-Nb薄膜作为P3HT∶PC61BM倒置聚合物太阳能电池的阴极界面层后器件的性能。实验发现，Nb2O5的引入提高了TiO2薄膜层的导电性，同时TiO2-Nb薄膜具备了TiO2低功函数的特点。通过对器件性能的分析，我们得出TiO2-Nb薄膜作为阴极修饰层相比于纯TiO2而言更有利于光生电子的传输。Nb2O5掺杂后提高了TiO2的导电性，降低阴极电极界面势垒，增加电子导出，减少了载流子的复合，增大了器件的并联电阻，大大的提高了器件的光电转换效率。 (2)研究TiO2/PFN双层结构电子传输层的太阳能电池，在TiO2层的表面上旋涂一层5nm左右的poly((9，9-bis(3-(N，N-dimethylamino)propyl)-2，7-fluorene)-alt-2，7-(9，9-dioctylfluorene))(PFN)，制成TiO2/PFN双层薄膜，并用开尔文探针表征了其功函数;通过器件优化，我们制备了基于TiO2/PFN双层阴极界面修饰的聚合物太阳能电池，并从器件电流密度-电压(J-V)特性曲线，外量子效率(EQE)、阻抗谱方面进行了研究。最后，进一步研究了不同阴极界面修饰材料的器件寿命。 (3)研究乙酸为溶剂对活性层P3HT∶PC61BM进行溶剂退火处理，通过比较乙酸旋涂活性层前后薄膜的紫外-可见光吸收光谱，我们发现乙酸会逐步溶解活性层薄膜中的PC61BM，而对P3HT没有影响。实验表明:乙酸对活性层进行溶剂退火处理，给体材料P3HT聚集在阳极一侧而受体材料PC61BM聚集在阴极一侧，改善活性层成膜的特性，这将有利用载流子的分离和传输，从而提高了器件的性能。