随着人类社会的飞速发展，能源和环境成为人们目前面临的两大问题，人们对于不可再生资源的过度消耗导致生态失衡。因此，人们开始关注开发可再生资源，在此，太阳能电池应运而生。传统的硅太阳能电池由于生产工艺过于复杂而造价太高；而近几十年兴起的有机太阳能电池在溶液操作过程中会用到高毒性的氯仿、氯苯等有机溶剂，对环境造成了污染。我们的目标是希望能够通过清洁环保的过程制备清洁的能源—通过水相操作的过程制备太阳能电池器件。首先，我们在水溶性的光电材料中选择了聚合物/量子点杂化的体系，通过Wessling聚合合成了水溶性的共轭聚合物PPV，在引入PVA后有效地提高了PPV的荧光量子效率。随后引入不同尺寸和不同浓度的CdTe量子点，有效地调节了杂化体系的发光颜色，获得在可见光范围内的全色发光材料。我们还发现量子点可以有效地降低聚合物的荧光寿命，初步验证了水溶性聚合物向水相量子点的电荷转移过程。随后我们对量子点进行表面修饰，调控了量子点的能级结构，制备的平面异质结太阳能电池展示出较好的光伏效果，有效地证明了水溶性聚合物向量子点的电荷转移。其次，我们尝试了利用一步法，通过水相操作的过程制备PPV/CdTe体相异质结太阳能电池。通过优化给受体比例和完善器件的界面修饰成功地制备了可以水相操作的杂化光伏器件，效率达到2.14%。随后，我们通过在量子点中引入Hg元素，将CdTe的吸收从可见区拓宽到了近红外区域。制备的具有近红外吸收的、可以水相操作的PPV/CdxHg1-xTe杂化光伏器件，效率达到了1.5%，其中800nm至1000nm的近红外光对光电流的贡献超过了11.4%，达到了国际领先水平。最终，我们设计合成了新型的水溶性共轭聚合物PBTPV和PWTV，通过氯甲基化反应和Wessling聚合反应制备的聚合物前驱体具有较以往水溶性聚合物更加优异的光学吸收、成膜性和载流子迁移率等。同时，我们也在聚合物链中引入了特殊的官能团结构，在聚合物和量子点之间构筑了有效的相互作用力，获得了优质的活性层薄膜，器件的光电转化效率最终达到了4.1%。