有机太阳能电池作为清洁能源的代表之一,展现出了优异的光电性能,同时具有出色的机械可弯曲性且制备工艺简单,吸引了众多研究人员的关注。如今,聚合物太阳能电池（PSCs）的最高效率已经突破17%,但相比于晶体硅太阳能电池仍然有一定的差距。本论文主要研究了新型共轭两性离子作为阴极界面修饰层（CBL）提升PSCs的性能。具体内容分为如下两部分:（1）设计并合成了共轭两性离子材料（命名为ZW-Bu）。ZW-Bu具有两亲性,可以溶于极性溶剂（如甲醇）和非极性溶剂（如邻二氯苯）中。因此,在旋涂活性层时,ZW-Bu CBL可能会被破坏。不过,由于ZW-Bu分子上的NH基团可以与ITO表面的氧离子形成氢键作用,保护了ZW-Bu CBL不会被完全清洗干净,仍然可以起到界面修饰的作用。这使得ZW-Bu不需要与活性层满足溶剂正交的关系。将ZW-Bu CBL应用于P3HT:PC₆₁BM基的倒置型PSCs中,器件效率达到了3.92%。高于传统ZnO CBL的器件效率（3.51%）。而且,得益于旋涂活性层时对ZW-Bu CBL的部分清洗,ZW-Bu的初始厚度可以在不牺牲器件效率的前提下进行大范围变化。为了研究ZW-Bu CBL是否具有普适性,我们将其应用于PTB7-Th:PC₇₁BM和PTB7-Th:ITIC的活性层体系中,器件效率均高于ZnO作为CBL的器件效率。（2）自组装法制备ZW-Bu CBL。区别于逐层沉积法,自组装法（即将界面修饰材料掺入活性层溶液中,在旋涂过程中两者通过分子自组装的方式自发产生分层）大大简化了制备流程。ZW-Bu不仅具有两亲性,且具有较大的表面能,使其在旋涂过程中具有向ITO表面移动的趋势。自组装法制备的ZW-Bu:P3HT:PC₆₁BM基的器件效率可达3.92%,与逐层沉积法制备的器件效率相近,证明了自组装法的可行性。但在PTB7-Th:PC₇₁BM体系中,自组装法制备的器件效率只有5.97%,高于无CBL的器件效率（3.13%）,却远低于逐层沉积法制备的器件效率（9.03%）,这是由于在PTB7-Th:PC₇₁BM体系中缺少自组装时间,导致ZW-Bu未能完全运动至ITO表面,形成有效的CBL。我们进一步设计并合成了具有更大表面能的ZW-Bu的衍生物（命名为ZW-2）。希望更大的表面能能提供更强的驱动力,来弥补自组装时间的不足。自组装法制备的ZW-2:PTB7-Th:PC₇₁BM基的器件效率为6.83%,相较于采用自组装ZW-Bu的器件效率有了明显的改善,验证了我们的猜想。