有机太阳能电池(OSCs)由于其环境友好、工艺廉价、柔性、质轻等特性一直以来被广泛的关注。近年来,OSCs光电转换效率(PCE)的快速提升引起了科学研究和经济市场的诸多关注。尽管目前OSCs的PCE尚未达到其同类无机器件的水平,但是廉价的卷对卷生产技术进一步推动了有机光伏器件的发展。为了进一步提升OSCs的光电转换效率,我们将微纳尺度的截面为正弦型的光栅结构引入OSCs中,纳米光栅引发的表面等离子体激元(SPPs)的电磁场增强效应可以有效提升OSCs的PCE,而微米光栅的散射效应可以提高器件的光捕获能力。本文的研究内容主要分为以下三个方面:(1)利用普通一次写入型光盘,制备出了干净的、带有正弦型光栅形貌的光盘衬底。并利用原子力显微镜对三种衬底进行了扫描观察,利用软件测量了每种光盘中光栅的周期以及高度的具体数据,证明了直接选取光盘的聚碳酸酯层作为OSCs的衬底是一种可行的方案;(2)分别设计了带有周期性正弦型纳米光栅结构和平面结构的包含厚金属膜的有机介质/Ag(40 nm)/有机介质的多层膜电极。光栅结构有效激发了金属Ag膜两个界面的SPPs。利用实验测量和仿真模拟相结合的方法,研究了光栅周期、光栅高度和有机介质层的厚度对多层膜电极透过率的影响。结果证明,在金属Ag膜上下两个界面SPPs模式共振波长之间,多层膜电极出现明显的透过率增强现象,并且通过调节光栅高度和周期可以对多层膜电极的增透波长范围及增透的强度进行调节。与平面结构相比,具有光栅结构的厚金属多层膜电极的光透过率在600 nm-700 nm波长范围内提升了约4倍,最终实现了厚金属多层膜电极的增强透射率的目的;(3)对OSCs的器件结构进行了膜厚优化,并将光盘光栅形貌引入优化后的OSCs器件结构中。基于DVD-R光盘光栅衬底的OSCs和平板器件相比,短路电流密度(JSC)从平板器件的3.88 mA/cm2提高到7.62 mA/cm2,PCE得到了41.07%的提升。基于CD-R光盘光栅衬底的OSCs和平板器件相比,PCE提升了约2.3%。综上所述,我们研究了光盘表面金属纳米光栅激发的SPPs的增透特性,及光盘光栅结构提升OSCs效率的机制。解决了OSCs光学厚度和电学厚度不匹配的问题,为提升OSCs的PCE提供了一个新的方法,为优化OSCs器件性能做出了有益的探索。