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在近几年,有机太阳能电池由于其对太阳能的有效利用而受到了极大关注。它们存在许多竞争优势,比如成本低,柔性,便携,重量轻等。有机太阳能电池由三部分组成,包括活性层、界面层和电极。界面层的存在对器件性能有极大影响,合适的界面层可以有效促进电荷提取和光传输。然而,现在许多界面层材料存在制备方法复杂、成本较高、稳定性较差等缺点,这些问题限制了有机太阳能电池的商业化应用。因而,设计制备可溶液加工、低成本、稳定的高效有机太阳能电池仍是一重大挑战。石墨烯,一种新型二维纳米材料,具备独有的物理、化学性质,如载流子迁移率高、比表面积大、透明度高等,在有机太阳能电池界面修饰领域的应用前景十分广阔。本文从有机太阳能电池器件的界面层材料出发,制备出了石墨烯基材料用作界面层（包括电子传输层和空穴传输层）,来提高有机太阳能电池器件的光电转换效率,改善器件稳定性。具体工作内容如下:1.可溶液加工的功能化的还原氧化石墨烯用作有机太阳能电池的电子传输层材料修饰有机太阳能电池界面:本论文报道了一种新的可溶液加工的功能化的还原氧化石墨烯用作高性能有机太阳能电池的高效稳定的电子传输层材料。通过在石墨烯表面引入乙烯基硅烷偶联剂的乙烯基和Si-O-Si基团,形成网状结构的石墨烯从而获得高度分散的功能化还原氧化石墨烯（FGr）。功能化还原氧化石墨烯器件的光电转换效率分别为9.47%、4.05%和8.01%(PTB7-Th:PC71BM,P3HT:PC71BM和PBDT-BDD:PC71BM),明显高于同等条件下以PFN作电子传输层的器件效率（8.94%,3.52%和7.8%）。同时,功能化还原氧化石墨烯器件的稳定性得到明显提高,在放置61天后器件的效率维持在原效率的92.6%（PFN器件效率衰减到了原效率的56.5%）。该实验结果说明功能化还原氧化石墨烯比PFN在有机太阳能电池电子传输层材料上具有更大应用潜力。2.可溶液加工的氧化石墨烯用作有机太阳能电池的空穴传输层材料修饰有机太阳能电池界面:本论文使用简单的Hummers法制备得到氧化石墨烯（GO）,然后通过对GO薄膜进行简单的氧等离子体处理。构筑的GO作空穴传输层的有机太阳能电池器件,分别以PBDT-BDD:PC71BM和PTB7-Th:PC71BM为活性层,器件效率分别为7.97%和9.02%,与传统的PEDOT:PSS为空穴传输层的器件效率（分别为7.9%和9.18%）相近。同时,以GO作空穴传输层的有机太阳能电池器件稳定性较传统PEDOT:PSS为空穴传输层的器件稳定性明显提高,在放置80天后器件效率维持在原效率的83%,而传统PEDOT:PSS器件效率仅维持在原效率的45%。这些结论都说明了GO能够作为有机太阳能电池的空穴传输层,从而进一步促进稳定性高,成本低的器件实现。此外,这些结果也表明有机太阳能电池技术正逐渐实现全溶液加工技术。