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随着世界能源消耗的不断攀升和传统化石燃料造成的环境问题日益加剧，发展无污染的清洁能源具有重要意义。太阳能光伏发电可以将取之不尽用之不竭的太阳能直接转化为电能，具有广阔的发展前景。经过几十年的发展，太阳能电池光电转换效率目前已经超过45％。尽管光伏发电总量在近年来迅速增长，但太阳能发电成本仍较高，低成本光伏器件的开发必将加速太阳能光伏发电的推广应用。 与传统的晶体硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池因其低廉的制造、安装及维护成本有望大大降低其能源投资回报时间。在薄膜太阳能电池中，透明电极担负着输入光线，收集电子并将其导出的重要作用。传统的金属氧化物透明电极（如ITO和FTO等）的脆性限制了其在柔性光伏器件的应用;此外，高昂价格也限制了电池成本的进一步降低。铜纳米线透明电极具有导电性好、透过率高、柔韧性好等优点，成为近年来广受关注的新型透明电极。铜纳米线不仅原材料价格低廉、储量丰富，而且易于采用喷涂、刮涂等溶液法实现低成本大面积制膜，研究铜纳米线透明电极在低成本太阳能电池中的应用有助于进一步降低电池的成本。本论文针对铜纳米线透明电极在低成本光伏器件中的应用，解决了铜纳米线氧化、铜纳米线与氧化亚铜界面、铜纳米线电极表面粗糙度、铜纳米线图样调控等问题，构筑了氧化亚铜薄膜太阳能电池、柔性有机太阳能电池及半透明有机太阳能电池。具体研究内容、方法和结论如下: (1)基于铜纳米线透明电极的柔性有机太阳能电池 传统的金属氧化物透明电极由于其脆性和昂贵的价格不能满足有机太阳能电池对柔性和低成本的要求。针对铜纳米线透明电极在有机太阳能电池应用中存在的问题，我们探索了一种简单的溶液法处理铜纳米线薄膜，这种方法可以在室温下得到导电性优异的铜纳米线薄膜;采用原位聚合转移来降低铜纳米线透明电极的表面粗糙度;用这种铜纳米线透明电极分别制备了正式结构和反式结构的有机太阳能电池，光电转换效率分别为2.71％和3.11％，光电转换效率均高于商用ITO/PET制备的电池;这种电池显示了优异的抗弯折性能，在曲率半径3 mm，0.5 Hz的条件下500次循环弯折后光电转换效率仍能保持90％，而商用ITO/PET制备的电池弯折20次就失效。 (2)基于全铜纳米线透明电极的半透明有机太阳能电池 我们通过选用合适的聚合物基底材料制备了铜纳米线/聚合物复合电极，优化复合电极与活性层的界面，制备出了顶电极和底电极均为铜纳米线透明电极的半透明有机太阳能电池，该电池在可见光波段的平均透过率为42％，分别从顶电极和底电极照射，其光电转换效率分别为1.97％和1.85％。 (3)基于铜纳米线网格透明电极的有机太阳能电池 我们研究了铜纳米线在不同环境条件下的氧化机制，提出了一种简单的聚合物包覆法实现对铜纳米线电极的有效保护;采用丝网印刷聚合物实现对铜纳米线薄膜的图案化包覆，通过刻蚀掉未包覆的铜纳米线来制备铜纳米线网格透明电极，提高电极的透过率，用这种高透过率的铜纳米线网格透明电极制备出的有机太阳能电池光电转换效率达到3.26％，较未刻蚀的铜纳米线透明电极制备的电池提高了8％。 (4)铜纳米线/氧化亚铜半导体-液结太阳能电池的构筑 氧化亚铜储量丰富、廉价易得、无毒无害，氧化亚铜薄膜太阳能电池是一种低成本的太阳能电池，高性能的氧化亚铜p-n结太阳能电池往往需要使用真空溅射制备合适的界面层和n型AZO，采用液结电池虽然可以在非真空条件下制备高性能氧化亚铜薄膜电池，但需要使用昂贵的FTO作为透明电极，不利于电池成本控制。本工作以铜纳米线透明导电薄膜为透明电极采用低温电化学沉积法在铜纳米线薄膜上沉积了一层氧化亚铜，当电解液的pH值为5.8时，氧化亚铜晶粒会沿着铜纳米线生长，形成铜纳米线/氧化亚铜同轴结构。采用液态电解质，组装了铜纳米线/氧化亚铜半导体-液结太阳能电池，最优条件下，电池效率可达1.92％，较FTO电极制备的电池提高了106倍。