有机太阳能电池因材料来源广泛、制备工艺简单等诸多优点成为一种极具潜力的可再生能源技术。目前有机太阳能电池在发展新的给、受体材料和深入理解器件机制方面已经取得重大进展。单节和多节有机太阳能电池的光电转换效率分别已超过16%和17%。因界面工程对太阳能电池的多重贡献,其已成为当下一大研究热点。溶胶-凝胶法制备的ZnO具有合适的能级、优异的透光率和高的电子迁移率,使其作为一种优秀的电子萃取层被广泛应用于有机太阳能电池当中。然而,ZnO存在的缺点限制了应用。例如,ZnO与有机材料之间的接触势垒和ZnO薄膜的缺陷态。ZnO与有机材料之间的接触势垒导致电子萃取层和光吸收层的界面接触质量较差且电荷萃取效率较低。此外,ZnO薄膜的缺陷态会成为陷阱中心辅助电荷复合,导致有机太阳能电池较差的光电性能。目前已证明在有机太阳能电池中双层结构的电子萃取层设计可通过钝化表面缺陷态和调节功函数来改善界面接触并提高器件性能。然而双层电子萃取层会引入新的界面接触,增加器件制备的复杂性,为电池带来诸多不确定因素。为此,本论文提出一种前驱体添加剂法对ZnO电子萃取层进行改性。首先分别对ZnO电子萃取层和PTB7:PC₇₁BM光吸收层的厚度进行了调控来优化有机太阳能电池的光电性能,为后续实验工作打下基础。接着,以尿素为固体添加剂对ZnO电子萃取层进行改性,并将尿素掺杂的ZnO（U-ZnO）电子萃取层应用于光吸收层为PTB7:PC₇₁BM的倒置有机太阳能电池中。与参比器件相比,基于U-ZnO电子萃取层的器件获得了更高的短路电流密度和填充因子,实现了9.15%的光电转换效率,比基于纯ZnO电子萃取层的器件7.76%的光电转换效率提升了18%。我们的研究表明尿素可以有效钝化ZnO薄膜的缺陷态,改善电子萃取层与光吸收层之间的界面接触。U-ZnO电子萃取层的应用促进了电池内部激子生成与解离,提高了电子萃取效率并抑制了器件内部的电荷复合损失,从而显著提高了器件性能。最后,以4-叔丁基吡啶为液体添加剂对ZnO电子萃取层进行改性,并将4-叔丁基吡啶改性的ZnO（T-ZnO）电子萃取层应用于光吸收层为PTB7:PC₇₁BM的倒置有机太阳能电池中。与参比器件相比,基于T-ZnO电子萃取层的器件测得了更高的短路电流密度,实现了10.26%的光电转换效率。研究表明4-叔丁基吡啶不仅可以有效钝化ZnO薄膜的缺陷态,平滑ZnO薄膜表面形貌,改善电子萃取层与光吸收层之间的界面接触,还可增大ZnO晶粒尺寸,减少ZnO晶界。T-ZnO电子萃取层的应用促进了电池内部的激子生成与解离,提高了电子萃取效率,并降低了器件内部的电荷复合损失,最终显著提高了器件性能。且将T-ZnO电子萃取层应用于PBDB-T-2F:IT-4F的非富勒烯体系中,也可实现较高的光电转换效率（11.74%）,证明前驱体添加剂改性ZnO电子萃取层的方法对提升有机太阳能电池性能具有一定的普适性。