近年来,有机太阳能电池,尤其是聚合物太阳能电池以其较低的制造成本、材料能级结构可设计、便于制造大面积器件等优点受到了研究人员的广泛关注。目前实验室制备小尺寸器件主要采用滴涂法或旋涂法,部分较大尺寸器件也可以采用刮刀丝网印刷来实现,但这些方法距离大规模量产所要求的低成本和高效快速还有一定差距。近年来人们开发出了可以通过高速Rool-to-Roll方式制备聚合物太阳能电池器件的许多新工艺,其中喷雾法以其设备简单、材料利用率高、易于制造大面积器件、不受衬底刚柔限制、便于采用Rool-to-Roll方式生产等诸多优点,成为了新型聚合物电池制备工艺中的一颗新星。迄今为止,气压喷涂法还在初期摸索,研究工作多围绕具体实例展开,缺乏较为系统的研究和分析。本文针对这一现状,以目前应用较为成熟的聚合物电池材料和结构为样本,对喷涂法制备聚合物薄膜的物理过程进行了分析,分别建立了雾化、飞行以及沉积过程的物理模型,具体为：雾化过程中,雾化形成的雾滴边界直径正比于溶液的表面张力σ溶液和载荷气体的密度ρ流体,反比于喷涂系统流量系数μ的平方、溶液密度σ溶液和喷口压强差ΔP。对于确定的喷涂硬件系统和确定的载荷气体(一般使用干燥氮气),载荷气体的密度ρ流体、流量系数μ和压强差ΔP均为定值,雾化形成的液滴大小正比于σ溶液/ρ溶液的比值。飞行过程中,由于实际喷涂过程中,喷头附近和较远的区域雾滴挥发呈现非线性,而在之间的区域内,雾滴飞行速度较为平稳,形状较为稳定,与周围的热传递也较弱,此时液滴直径将呈线性变化。沉积过程中,液滴在到达衬底后回摊开成饼状,并在此过程中加速干燥形成薄片状斑痕,斑痕呈现边缘厚中间薄的特点。大量斑痕层叠堆积形成薄膜,薄膜的表面形貌决定于单个斑痕的大小、平均厚度以及边缘与中部的高度差。本文进一步采用喷涂法制备了双层异质结器件、体异质结器件等多种聚合物电池器件,并对其进行了系统的表征和分析,研究发现：喷涂法制备的薄膜表面粗糙度远大于旋涂薄膜,使得器件的填充因子偏低,但喷涂薄膜粗糙的表面形貌使得光敏层厚度增大,光吸收效率提高,同时导电通道得到改善,光生载流子收集和输运效率提高,从而使得喷涂器件往往具有较大的电流密度,我们制备的喷涂缓冲层器件和全喷涂体异质结器件的电流密度比同结构的旋涂器件高20%以上。另外喷涂还能够完成传统旋涂无法完成的一些应用,如多源共喷掺杂成膜。我们通过双源共喷成功制备了量子点增强P3HT:PCBM器件,在掺杂过程中有效避免了量子点的团聚并提高了器件的性能。最后我们采用全喷涂制备了大面积太阳能电池器件,制得的60mm*60mm器件的单点效率超过1%,且各取样点性能平均、稳定,这说明喷涂法制备是制备大面积高效器件的可行方法。