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作为一种新型可再生能源,聚合物太阳能电池具有成本低廉,制备工艺简单,可以采用柔性基底通过卷对卷方式进行大面积制备等优点,在过去的20余年来引起了研究人员越来越多的关注。通过开发新型共轭聚合物给体材料和富勒烯衍生物受体材料以及界面工程的发展,聚合物太阳能电池的能量转换效率(PCE)近年来得到了稳步的提高,而如何进一步提高其效率则一直是聚合物太阳能电池的研究重点。本论文集中于对PEDOT:PSS进行改性以提高其导电性并将其作为空穴传输层应用于聚合物太阳能电池,主要开展了以下几方面的工作：(1)通过将溴化铜(CuBr2)直接掺杂到PEDOT:PSS溶液中提高其薄膜的导电性,并将其作为空穴传输层应用于聚合物太阳能电池,显著地提高了电池的能量转换效率。掺杂后的PEDOT:PSS薄膜导电率得到显著的提升并使电池器件的能量转换效率得到提升。在优化的CuBr2掺杂浓度10mmol·L-1下,CuBr2改性的PEDOT:PSS薄膜(CuBr2:PEDOT:PSS)的导电率达5.6×10-2S-cm-1,相比于未掺杂的PEDOT:PSS薄膜提高了近300倍将CuBr2:PEDOT:PSS作为空穴传输层应用于基于PCDTBT:PC71BM体系的体相异质结结构的聚合物太阳能电池中,电池能量转换效率达到了7.05%,相比于以未掺杂的PEDOT:PSS作为空穴传输层的电池效率(5.84%)提高了约20.7%,该效率为迄今为止基于PCDTBT:PC71BM体系没有引入电子传输层的聚合物太阳能电池的最高效率。PEDOT:PSS薄膜电导率的显著提高主要是由于引入CuBr2导致PEDOT组分与PSS组分之间的库伦作用力的减弱导致的。扫描开尔文探针(SKPM):测试结果表明CuBr2掺杂还导致PEDOT:PSS薄膜的表面功函数略有增加,从而使得PEDOT:PSS薄膜的空穴传输能力提高。(2)通过将新型两性离子化合物3-吗啉基-2-羟基丙磺酸(MOPSO)直接掺杂到PEDOT:PSS溶液中,使得PEDOT:PSS薄膜的电导率以及以PEDOT:PSS作为空穴传输层的聚合物太阳能电池的能量转换效率得到了显著提高。在优化的MOPSO掺杂浓度20mmol·L-1下,MOPSO改性的PEDOT:PSS薄膜(MOPSO:PEDOT:PSS)的电导率比未掺杂的PEDOT:PSS薄膜提高了大约两个数量级,电导率的提高主要是由于MOPSO的掺杂导致了PEDOT组分与PSS组分之间的库伦作用力减弱造成的。将MOPSO:PEDOT:PSS作为空穴传输层应用于基于不同光活性层P3HT:PC61BM, PCDTBT:PC71BM和PTB7:PC71BM体系的聚合物太阳能电池,相比于以未掺杂的PEDOT:PSS作为空穴传输层的参比电池而言,其能量转换效率均得到了明显的提高,最高的电池能量转换效率分别达到了3.62%、7.03%和7.56%。电池效率的提高主要归因于短路电流的提高,而这一提高主要是由于MOPSO掺杂PEDOT:PSS空穴传输层引起的活性层光吸收的增加、PEDOT:PSS功函数的降低以及PEDOT:PSS薄膜电导率的提高共同作用的结果。(3)通过在PEDOT:PSS薄膜表面旋涂一层新型有机小分子化合物3-羟基丙磺酸(HPSA),制备了PEDOT:PSS/HPSA双层膜作为一种替代ITO的新型透明电极。PEDOT:PSS/HPSA双层膜透明电极的电导率达到1020S·cm-1,在可见光区的透光率超过了80%。通过AFM,拉曼和紫外吸收光谱表征,我们发现PEDOT:PSS薄膜导电性提高主要是两方面的作用。一方面,在PEDOT:PSS表面旋涂HPSA甲醇溶液首先导致薄膜表面部分PSS组分被甲醇溶液除去；另一方面,在甲醇的溶胀作用下,HPSA分子渗透到PEDOT:PSS薄膜内部。由于HPSA分子中带负电的磺酸根基团与带正电的PEDOT链相互作用导致薄膜中PEDOT链与PSS链之间的库仑力减弱,而羟基则与亲水性的PSS链相互作用,进一步促进了PEDOT链与PSS链的分离,使PEDOT链摆脱PSS组分的缠绕从而重新排列,形成了链链相连的连续通道,促进了载流子在PEDOT链与链之间的传输,从而使PEDOT:PSS薄膜的电导率得到大幅度的提高。将PEDOT:PSS/HPSA双层膜替代ITO作为透明阳极制备的基于PCDTBT:PC71BM光活性层的非ITO聚合物太阳能电池的能量转换效率达到了5.52%,与基于ITO的聚合物太阳能电池的能量转换效率相当,而开路电压稍低。开路电压的降低主要是由于HPSA导致的PEDOT:PSS薄膜的功函数降低造成的。