聚合物固体薄膜太阳能电池采用共轭聚合物作为材料，加工方便，成本低，可以通过分子设计实现多功能化，同时可制备弯曲和大面积器件的优点，从90年代起受到人们的青睐。各国化学家、物理学家、材料学家，从材料的合成和器件的优化对聚合物太阳能电池做了深入研究，在研究和应用方面均取得了可喜成果。尽管如此，目前太阳能电池的能量转换效率还较低，刚达到5％左右水平，离商业化还有一段距离，因此聚合物太阳能电池面临着巨大的挑战，只有得到更高效率、性能稳定的聚合物太阳能电池，才能实现聚合物太阳能电池的商业化。 聚合物固体薄膜异质结太阳电池中作为电子给体相和吸收太阳光的共轭聚合物和作为受体相的材料是影响太阳能电池性能的重要因素。目前影响器件性能的因素主要有两个，一是激子在给体受体相的有效微相分离，只有足够的有效给一受体间形成足够大的p-n结分界面，才能实现电子.空穴的有效分离，实现较高的载流子分离效率；二是分离的电子一空穴在再复合前顺利的输运到器件两边的电极，实现足够高的收集效率得到足够高的光电流，这要求材料有尽可能高的迁移率，较高的迁移率有赖于有序的分子结构及降低载流子分离后再复合的几率，一般认为，只有电子给体相与电子受体相形成微相分离的互通网络.电子与空穴分别在受体与给体相中输运才能实现较高的收集效率，要实现这个目的，需要给体与受体在共混溶液中能有较好的互溶，可自组装成较好的固态给--受体分离相，但往往聚合物-PCBM由于溶剂不同而会发生两相分离，不能形成较好的给--受分离相降低器件效率。 我们创造性在于在原来给--受体两相材料中加入第三组分表面活性剂，增加了材料的溶解度，提高给--受体两相有效分离，同时增加了聚合物(P3HT)的结晶性，提高空穴迁移率。加入表面活性剂使P3HT/PCBM器件的能量转换效率从3.1％提高到4.3％，填充因子从42.8％提高到60.7％，短路电流密度达9.61mA/cm<2>，目前没人用表面合性剂来调控P3HT/PCBM的复合、结晶及相分离的报道。 本论文还实验研究了P3HT的分子结构、薄膜吸收及不同厚度，不同溶剂和加热对P3HT/PCBM器件性能的影响，同时进行了AFM、X射线衍射、透射电子显微镜、差热分析及红外光谱等多种实验，从理论进行了分析和研究。同时为提高P3HT/PCBM的开路电压，实验了双聚合物为给体材料，PCBM为受体材料的新型结构的太阳能电池器件。 本论文也对其他几种新型电子给体型聚合物PFPMTS，PFHTS，PFHTTS，PCzDHTBT，MOPPV-BTV与PCBM或C<,60>作受体时的异质结型器件的制备与表征进行了研究与优化。