顺应着光伏能源领域围绕的高效率、低成本发展目标,日益多元的太阳能电池出现并不断突破更高的能量转换效率(PCE)。其中,有机物/硅杂化太阳能电池因综合了有机物工艺成本低和晶体硅材料吸收光谱宽的优点而成为了近年的研究热点之一,但目前有机物/硅杂化太阳能电池的PCE远不及晶硅太阳能电池。本文针对有机物/硅杂化太阳能电池中最具应用前景的PEDOT:PSS/Si杂化电池存在的电荷提取和光吸收相互制约的矛盾,从PEDOT:PSS薄膜性能提升、表面栅线电极设计、硅表面陷光结构对电池光吸收和电学参数的影响这三个部分展开研究,使电池的性能得到明显增强。具体工作包括以下三个方面:(1)PEDOT:PSS薄膜性能提升。这部分从PEDOT:PSS薄膜的电损耗方面研究了不同助溶剂添加量对薄膜导电性能的影响,通过添加5 wt%DMSO使薄膜电导率提高至1200 S/cm以上,薄膜方阻降低至100 Ω/sq,有效降低了电池串联电阻、提高了填充因子。然后从光学损耗方面探究了不同旋涂条件对PEDOT:PSS薄膜厚度的调控效果,确定在3000 rpm转速下旋涂制备的薄膜可以在保证电池较低电损耗的同时还实现较有的光吸收,实现较大的短路电流密度。(2)低损耗新型布局电极的设计与制备。这部分在电导率和膜厚优化基础上分析了杂化太阳能电池表面的栅线电极带来的损耗,建立了一种综合栅线电极光学损耗和电学损耗的损耗模型。利用该模型进行计算优化了传统布局的尺寸参数并设计出一种新型布局栅线电极。实验结果证明了该理论模型的可靠性,并且最优的新型布局栅线电极使PEDOT:PSS/Si杂化电池具有最低的串联电阻和最高的短路电流密度,实现了 10.0%的PCE,比起最优的传统布局电极产生了近15%的相对提高。(3)PEDOT:PSS/Si杂化电池的陷光研究。这部分设计了一种周期性曲面结构,通过激光干涉光刻结合湿法刻蚀制备该结构并应用于PEDOT:PSS/Si杂化电池。结果表明该结构使电池不仅在短路电流上有提高到33.6 mA/cm2的明显增强,并且与随机金字塔结构相比曲面结构有更好的接触效果,降低由于界面接触问题产生的缺陷而造成严重的载流子复合,从而产生了更高的开路电压,最终使用周期性曲面结构的PEDOT:PSS/Si杂化电池达到了 13.0%的PCE。