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聚合物太阳能电池（Polymer Solar Cell,PSC）由于质量轻、制造工艺简单、成本低廉尤其是其可制作在柔性衬底上等诸多优点,已成为近年科学领域的研究重点之一。近年来,将透明电极作为底电极,采用高稳定性金属如金或银作为顶阳极的倒置结构聚合物太阳能电池（inverted polymer solar cell,IPSC）得到了深入研究和广泛应用。对于IPSC器件,有源层对入射光能否充分吸收是决定器件性能的关键。其中在导电阴极和有源层之间加入氧化锌,氧化钛光学间隔层被证明是增强器件有源层光吸收的有效方法,并且在阴极上生长的氧化锌或氧化钛薄膜还同时起到阴极缓冲层的作用,可使阴极、缓冲层和有源层的LUMO能级形成阶梯形势垒,有利于阴极抽取电子并阻挡空穴向阴极的传输。然而目前所报道的光学间隔层皆采用单层氧化锌或氧化钛薄膜,其厚度在30-100nm之间,虽然进一步增加厚度能够增大光学间隔层对器件有源层光强分布的调节范围,使其接近理论上的光强极大值,但由于低温制备的氧化锌或氧化钛薄膜的结晶质量较差,因此厚度的增加同时增大了器件的串联电阻,降低了短路电流,反而使器件的性能下降。如果能够进一步改进光学间隔层的结构,能够在不增加整个器件串联电阻的前提下增强器件内有源层对太阳光的吸收,将对聚合物太阳能电池的性能的提高有着重要价值。在本论文中提出了一种具有多层光学间隔层的聚合物太阳能电池,该结构能有效增强有源层对太阳光的吸收,进而提高器件的能量转换效率（PCE）。首先,本文采用传输矩阵法对这种多层光学间隔层聚合物太阳能电池进行了光学模拟,主要探索了多光学间隔层的结构对IPSC器件短路电流密度的影响。本文选取的多光学间隔层通过在ITO衬底上依次旋涂铯掺杂浓度分别为0.01M,0.005M,0.0025M的铯掺杂氧化锌（Cs-doped zinc oxide,CZO）和未掺杂ZnO薄膜制备而成的。模拟结果显示,采用上述从下到上铯掺杂浓度依次减少的多层光学间隔层能够有效提高有源层的光吸收和器件的短路电流密度(short circuit-current density,JSC)。然后,参照以上的光学模拟结果,分别通过实验制备了多层光学间隔层的IPSC器件,实验总共做了3种多层结构的光学间隔层器件（0.0025M CZO/ZnO二层结构,0.005M CZO/0.0025M CZO/ZnO三层结构,0.01M CZO/0.005M CZO/0.0025M CZO/ZnO四层结构）,以及单层未掺杂氧化锌光学间隔层的参考器件。在多层光学间隔层的制备工艺中,采用快速热退火对薄膜进行后处理,有效解决了溶胶凝胶法低温制备多层ZnO薄膜中存在的互溶问题。实验结果表明,三层光学间隔层器件的能量转换效率值最佳,能达到3.9%,相比单层光学间隔层器件提高了27.9%。本论文所设计的多层光学间隔层聚合物太阳能电池能够提高有源层对太阳光的吸收,进而提高IPSC器件的能量转换效率。因此该结构的IPSC器件可以作为一种提高聚合物太阳能电池效率的有效方法。