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能源是人类赖以生存和发展的基本条件，是国家经济发展战略的重要组成部分。太阳能是取之不尽的清洁能源，在未来可以有效解决化石能源枯竭及其燃烧带来的环境破坏等问题。太阳能电池是将太阳能转换为电能的一种策略，是利用太阳能的有效途径之一。在无机太阳能电池已经实现商品化的背景下，有机光伏电池因具有成本低，易制备，可制备柔性器件等突出优点，还是渐渐吸引了研究者们的关注。我们的研究工作主要从有机活性材料和器件结构两个方面，来提高有机光伏电池的能量转换效率。 D-A共聚物给体材料具有窄带隙和适度低的HOMO能级等特点，能同时提高光伏器件对太阳光谱的吸收和自身的开路电压。所以，近年来D-A共聚物成为有机光伏领域的研究热点。给体单元苯并二噻吩(BDT)拥有高度平面性的结构，基于BDT的聚合物的空穴迁移率高、HOMO能级低，并且容易合成和提纯。受体单元喹喔啉(Qx)含有缺电子的含N杂环，产生明显的拉电子效应。但是基于BDT给体单元和Qx受体单元的D-A共聚物PBDTQx的光伏性能并不显著，于是我们对PBDTQx作如下改善合成D-A共聚物PBDTThQx和PBDTFQx:其一，用噻吩环替换Qx的苯环合成Qx的衍生物ThQx作为PBDTThQx的受体单元，进一步提高了PBDTThQx的共轭性并降低了PBDTThQx的带隙;其二，用F原子取代Qx，F能使PBDTFQx的HOMO能级产生下移，提高了光伏器件的开路电压。通过以上的改善，最终导致基于D-A共聚物PBDTThQx和PBDTFQx光伏电池的能量转换效率分别比基于D-A共聚物PBDTQx光伏电池均有显著提高。 阴极缓冲层是在有机活性层和阴极之间加入的界面层，它能使阴极的功函数和受体材料的LUMO能级相匹配，从而降低电子收集势垒，提高阴极的电子收集效率。根据阴极缓冲层材料的性质，我们把阴极缓冲层大致分为四类:低功函金属、活泼金属盐、金属氧化物半导体和极性的有机半导体。已报道作阴极缓冲层的活泼金属盐有氟化锂(LiF)、碳酸铯(Cs2CO3)和溶液加工的氯化钠(NaCl)等。我们的工作是探究两种便宜且无毒的新型界面材料氯化钙(CaCl2)、溴化钠(NaBr)对有机光伏电池的作用。其中因为CaCl2具有吸潮性，所以NaBr比其更有利于提高器件稳定性。实验结果表明，新型金属卤化物CaCl2和NaBr不仅明显提高了光伏电池的能量转换效率。同时，NaBr提高了光伏电池的稳定性，可能的原因是NaBr层阻挡了外界水氧对光伏器件的破坏。 本论文的工作从有机光伏电池的功能材料和阴极缓冲层两方面来提高有机光伏电池的性能。我们相信随着有机光伏电池的性能、器件稳定性和大面积制备工艺等方面研究的不断进展，有机光伏电池产业化也即将到来。