有机太阳能电池(OSCs)具有柔性,量轻,绿色环保,可大面积制备等优点,是最有潜力的下一代电池。但是也因为其能量转化效率低和寿命短,限制了其商业化应用的脚步。影响OSCs效率的一个重要因素是有源层厚度与激子的传输距离之间相互制约,因此如何在不增加有源层厚度情况下提升光吸收成为研究重点。研究者们通过引入不同形貌和尺寸的微纳米结构来提升OSCs性能的。本文制备了微纳米复合周期光栅结构,并利用严格耦合波算法(RCWA)和时域有限差分法(FDTD)分析微纳米复合周期光栅提升OSCs光吸收作用机理。论文的研究工作主要包括以下几个方面:1:微纳米复合周期光栅的制备。首先用传统的光刻技术,制备一维条形矩形光栅结构(周期6μm)。其次用激光双光束干涉曝光制备纳米周期结构,通过调节入射光角度控制光栅周期大小,可以制备周期大于250nm的纳米光栅结构。最后利用两种工艺相结合的方法制备出微纳米复合周期光栅结构(MNCGs)的衬底。2:微纳米复合周期光栅结构提升OSCs光吸收作用机理分析。我们在OSCs金属背电极Ag和有源层界面处引入MNCGs,并利用RCWA算法分析MNCGs光学作用机理。研究表明MNCGs的多元化作用机理(等离子-微腔共振,双微腔共振,散射)相比于单一结构能进一步增强OSCs有源层的光吸收。最后FDTD算法理论计算表明,在OSCs有源层材料分别为PTB7:PC71BM和P3HT:PCBM时,与具有相同有源层材料的平面OSCs相比,有源层材料的本征吸收波段光吸收明显增强,并且分别在700 nm和525 nm处增强了57.41%和20.43%。3:双金属电极OSCs的制备与优化因为ITO具有低的电阻和高透光率,通常作为OSCs的电极。然而,脆性的ITO很难满足柔性器件的需求。惰性电极(Ag,Au等)具有良好的导电性和稳定性,并且适用于柔性器件,是良好的电极候选材料。我们利用Ag替代ITO制备双金属电极OSCs,并优化Ag电极的厚度和有源层溶液浓度。最后在Ag的厚度为10 nm,溶液浓度为20 mg/ml时器件的性能最佳PCE达到2.16%,与ITO器件的效率比拟(2.91%)。