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作为新兴能源之一,有机太阳能电池因其低成本,低污染,重量轻和灵活性而成为研究热点。但由于低效率和稳定性较差等问题制约了其商业应用,有许多方法可以提高器件效率,例如开发新的供体,受体材料,优化电池工艺和引入电子传输层。目前,用在有机太阳能电池的电子传输层一般为无机金属氧化物,比如ZnO和Cs2CO3等。这些无机电子传输层具有导电性强和较强的传输电子能力,但因为活性层是有机物,ZnO和活性层形成的欧姆接触较差。因此,在本文中,我们引入共轭有机物作为有机太阳能电池的电子传输层,相对于无机类的阴极插入层,有机电子传输层在极性溶剂中具有良好的溶解性,易于实验和工业中的器件制备,而且通过引入不同的基团可以获得多变的有机材料,能有效地避免无机材料的单一性。包括以下内容:1、通过Suzuki-Miyaura反应制备两种不同分子量的吡咯并吡咯烷酮共聚芴衍生物（PDTFN-L和PDTFN-H）。我们将聚合物溶解到活性层中取代无机电子传输层的作用,简化操作程序和降低电池的制备工艺成本。因为聚合物分子中的烷基保证了和活性层之间良好的接触性。此外,器件内建电场得到增加,相应地提升了开路电压,主要是因为聚合物中的氮原子能和ITO的氧原子相互作用,ITO的功函数被明显降低。我们发现在去除了ZnO电子传输层后,电池的效率比使用ZnO电子传输层更高,达到3.62%。2、合成了三种具有不同侧链修饰的苝二酰亚胺衍生物（PDIH,PDIC和PDIN）,反应原料是1,7-二溴代苝二酰亚胺衍生物和不同苯酚衍生物,通过取代反应得到。将PDIH和PDIC构建不含无机电子传输层的太阳能电池,发现效率都比ZnO的要低,跟其活性层粗糙度较高有关,并且通过紫外光电子能谱测试得知,ITO的功函数降低并不明显,导致PDIH和PDIC电池的效率不高。而PDIN则取代ZnO作为有机电子传输层,在适当提高活性层粗糙度和降低ITO的功函数的同时,还能分别提高空穴传输效率和内建电场的协同作用下,最终使电池的效率达到3.12%。3、合成了联苯二酰亚胺和萘二酰亚胺衍生物（LBI-S、NDI-S、DA-LBI和DA-NDI）,四种化合物在极性溶剂如甲醇或水中具有较好的溶解性,而且不会被氯苯溶解,能有效防止旋涂活性层时溶剂的侵蚀作用。连接了磺基甜菜碱的LBI-S和NDI-S的电池效率比连接了甲基丙烯酸酐DA-LBI和DA-NDI的低,这主要是因为后两者能使活性层更平整,而且经过紫外光处理后,烯烃官能团发生交联反应并形成聚合物。此外,DA-LBI和DA-NDI使ITO功函数降低的程度更大,获得较大的内建电场,相应地开路电压升高。