近年来,全球气候变化异常,极端恶劣天气增多,能源危机日益严峻。太阳能作为绿色可再生资源,取之不尽用之不竭。高效的太阳能电池既能缓解能源枯竭的威胁,又避免了传统化石燃料对全球气候环境的破坏。钙钛矿太阳能电池作为光伏领域的新兴产业,在过去发展的十年时间里,实验室研究光电转换效率发展迅速,甚至媲美硅基太阳能电池,有巨大的发展应用前景。本文主要研究优化溶液气相法制备钙钛矿薄膜的工艺,另外对阻碍钙钛矿太阳能电池发展的电压电流迟滞现象进行分析,给出行之有效的改善方案。利用溶液气相法制备钙钛矿薄膜,本文首先借助FLUENT仿真软件,对甲胺碘化学气相沉积过程建立相应的仿真计算模型,对其施加控制方程和边界条件约束,分析多孔介质结构和自制石英反应管结构配置对甲胺碘气相流动和质量、热传递的影响,分析工作环境温度和压强等因素对钙钛矿薄膜沉积速率、甲胺碘气体浓度分布均匀性的影响。仿真计算假定预制的Pb I2基底薄膜均匀连续,足够满足MAI化学气相沉积生成钙钛矿薄膜的反应需求,而且不考虑生成的钙钛矿薄膜结晶和表面质量,只探讨气体分布和薄膜生长的均匀性,指导实际实验以制备厚度均匀、大面积、可重复的钙钛矿薄膜。碘化铅薄膜作为钙钛矿薄膜化学气相沉积的前驱反应基底,其表面形貌和结晶质量影响反应生成钙钛矿薄膜的质量。本文在空气氛围中,分析了相对环境湿度对旋涂碘化铅薄膜表面覆盖率和针孔缺陷的影响,测试表征相应的钙钛矿薄膜的表面形貌和太阳能电池的效率曲线,明确相对环境湿度对碘化铅旋涂工艺和钙钛矿太阳能电池效率的影响。16%相对环境湿度下,电池效率达到8.55%。另外,引入干燥空气流辅助制备碘化铅薄膜的工艺,结合X射线衍射、扫描电镜和超饱和成核结晶浓度变化曲线,分析干燥空气流对碘化铅旋涂、干燥、热退火工艺的影响,以期得到高质量的碘化铅和钙钛矿薄膜,保证钙钛矿太阳能电池的光电性能。结合干燥空气流辅助Pb I2旋涂、干燥和热退火,在16%相对湿度环境下,钙钛矿太阳能电池效率可以达到12.4%。由于多孔介质结构对材料稳定性和加工的要求很高,提出一种简易的夹心式化学气相沉积结构方案,碘化铅基板放置在甲胺碘气相源中间,化学气相沉积反应在一个缩小了的石英管中进行,无需额外的自制石英反应管,无需多孔介质丝网。通过FLUENT稳态和瞬态仿真分析甲胺碘气体流动和钙钛矿薄膜沉积反应的均匀性。另外,为了改善电压电流扫描曲线的迟滞现象,在钙钛矿层与电子传输层之间引入界面钝化层,分析其对钙钛矿薄膜表面形貌和结晶质量的影响,以期改善电子传输特性和界面缺陷,正向扫描和反应扫描的填充因子差异减小到只有6%,太阳能电池的光电效率最大为12.2%。针对钙钛矿太阳能电池电压电流扫描曲线的迟滞现象,采用多物理场仿真软件COMSOL模拟计算钙钛矿太阳能电池工作原理,利用COMSOL半导体模块的漂移扩散模型定义钙钛矿材料内部自由电子、空穴和离子的移动,结合钙钛矿内部和界面复合,分析预偏置电压、扫描速率、扫描方向、传输层和钙钛矿材料属性参数对钙钛矿电池内部电势分布、电场变化和离子数量的影响,以此明确钙钛矿电池迟滞现象的根源、作用原理及改善方法。本文的创造性成果及意义体现在:（1）本文提出的化学气相沉积结构方案能够保证钙钛矿沉积反应的均匀性,相应的仿真分析计算明确了反应边界条件对钙钛矿薄膜均匀性的影响,能够指导实际实验参数选择。（2）探讨了空气氛围中,干燥空气流对碘化铅薄膜制备过程成核结晶的影响规律,能够确保碘化铅和钙钛矿薄膜的表面和结晶质量。（3）基于钙钛矿太阳能电池工作原理数值模拟分析,明确了钙钛矿电池迟滞效应的作用原理及抑制方法,对钙钛矿材料发展指明了方向。