有机太阳能电池制备工艺简单、材料来源广泛、可通过改进制备工艺实现柔性和卷对卷生产等特点使其备受研究者们的关注。当前,提高器件性能、降低生产成本以及大规模生产是有机太阳能电池可商业化的重要问题。本文针对有机太阳能电池的界面、结构/性能优化进行了研究,旨在揭示器件性能提高机制。论文从以下四点进行展开:（1）基于铜钛菁:富勒烯（CuPc:C60）体系有机太阳能电池的阳极修饰。为了研究阳极修饰对器件性能的影响,我们用真空蒸镀法引入CuPc,MoO₃,HPCzI和掺杂MoO₃的HPCzI作为器件的阳极修饰层。其中,HPCzI由我们实验室设计合成,且在之前的研究中首次用作OPV器件的阳极修饰。结果表明掺杂25%MoO₃的HPCzI层做阳极修饰层时,器件效率达到最大。能级分析表明HPCzI与ITO有更好的能级匹配,从而可以提高空穴提取效率。对电荷传输性能的研究发现HPCzI中掺杂MoO₃后能够明显提高空穴传输能力,这进一步解释了器件性能提高的原因。（2）基于聚3-烷基噻吩:富勒烯衍生物（P3HT:PC60BM）体系有机太阳能电池的活性层修饰。我们用静电喷雾法制备了p（P3HT）和n（PCBM）修饰的OPV器件,并且优化了p、n层厚度。结果表明,p-型修饰器件以及p-及n-型修饰器件的效率均比无任何修饰的器件效率高。通过分析相应单载流子器件的电荷传输性能,p和n修饰活性层时都使空穴迁移率提高,从而提高器件性能。（3）基于P3HT:PCBM体系有机太阳能电池的浓度梯度研究。采用静电喷雾法制备了活性层具有垂直浓度梯度的OPV器件,活性层结构为:P3HT富集/P3HT:PCBM/PCBM富集,同时优化了浓度梯度结构厚度。结果表明,当添加一层给体富集层时,器件效率较其他活性层结构器件有明显提高。通过研究不同活性层结构器件的电荷传输性能,具有活性层垂直浓度梯度结构器件的空穴迁移率较P3HT:PCBM器件均有提高。（4）基于噻吩并噻吩基苯并二噻吩类聚合物:富勒烯衍生物（PTB7:PC70BM）体系有机太阳能电池的性能优化。采用静电喷雾法制备器件的最佳条件为:活性层溶液浓度为10mg/ml,基板温度为40 ^oC,喷雾时间为5 min,器件效率达到4.8%。然而,热退火会明显降低器件性能。当添加一层1 nm LiF作为阴极缓冲层加入器件后,器件效率从4.8%提高至6.6%。