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有机-无机杂化钙钛矿材料因其具有高的载流子迁移率,电子/空穴扩散长度长,合适的禁带宽度,光吸收范围广等优点,是一种比较理想的太阳能电池材料,被大家广泛用于制备太阳能电池。在短短十多年的时间内,钙钛矿太阳能电池效率从3.8%迅速提升到了23.2%,展示出了钙钛矿作为太阳能电池材料的极大潜力。效率提升的如此之快不仅与钙钛矿自身优异的半导体性质有关,还离不开研究者们的辛苦研究。但是钙钛矿材料自身对水、氧敏感以及晶体结构极易被极性溶剂破坏等性质,对器件制备条件提出了很高的要求。为了提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性,研究者们从不同的方面对钙钛矿电池进行优化,如控制调节钙钛矿的元素组成,优化钙钛矿薄膜结晶过程,对空穴/电子传输层进行优化,对界面进行调控和优化器件结构等。平面倒置结构钙钛矿电池具有制备简单,操作方便成本低等优点被研究者们广泛研究,此结构中常以PEDOT:PSS为空穴传输层,由于PEDOT:PSS的强酸性和强吸湿性会对覆盖在其上面的钙钛矿层造成很大的影响,从而影响整个器件的效率和稳定性。没有良好的稳定性,钙钛矿电池就没有商业化的价值。本文重点探究对空穴传输层PEDOT:PSS的改性与修饰对钙钛矿太阳电池性能的影响,主要内容包括以下三个方面:1、选定吸光层材料。在研究中被广泛用于制备钙钛矿电池的有CH3NH3PbI3-x-x Clx和CH3NH3PbI3两种材料。由于两种材料的带隙和成膜性质有差别,制备出的器件性能也会有差异。我们对电化学阻抗进行分析研究并用两种材料以相同条件制备出的钙钛矿太阳电池,在不同条件下进行测量探究,寻找到最佳测量条件后,使用电化学阻抗分析的方法对这两类电池进行分析,选定更适合我们器件结构的钙钛矿材料。电化学阻抗是对器件内部载流子传输状态分析的常用手段之一。通过制备出两类器件,在它们效率相差不大的条件下对他们进行阻抗测量。经过分析我们发现,以CH3NH3PbI3作为吸光层材料的器件普遍存在载流子在界面传输不及时造成载流子堆积的情况,同时CH3NH3PbI3-xClx在PEDOT:PSS膜上的成膜性能要优于CH3NH3PbI3。于是,我们选定掺氯钙钛矿材料CH3NH3PbI3-xClx作为光吸收层用于我们接下来的实验器件制备。2、用柠檬酸钠对PEDOT:PSS进行掺杂作为空穴传输层,用PCBM作为电子传输层,提高电池开路电压和效率。用不同浓度的柠檬酸钠溶液对PEDOT:PSS原液进行掺杂作为空穴传输层,电池的开路电压由原来的1.057 V提升到了1.134 V,器件效率由15.05%提升到了18.39%。借助各种测量手段进行分析,我们发现电压的提高主要由于柠檬酸钠的加入增加了PEDOT:PSS功函数,使其价带与钙钛矿的价带更加匹配。而且钙钛矿在改性后的PEDOT:PSS上成膜性变好,电子和空穴的传输更加顺畅,使得器件短路电流和填充因子都有小幅度提升,最终导致器件的整体效率提升较大。同时柠檬酸钠的加入降低了PEDOT:PSS溶液的酸性,减少了酸性对钙钛矿的腐蚀,使器件的稳定性大大提高。3、LiF薄层插入ITO/PEDOT:PSS结构中对PEDOT:PSS进行修饰,探究其对器件性能的影响。对插入的LiF薄层厚度进行探究实验,同时对器件进行了各种分析测试,发现器件性能相差不大,只有填充因子有略微提升,是因为LiF薄层的加入产生了LiF偶极子,从而使PEDOT:PSS薄膜表面存在大量SO3-,使PEDOT:PSS薄膜的欧姆接触减小。