本文针对常用的钙钛矿光伏材料CH₃NH₃PbI₃（MAPbI₃）存在的毒性较大、稳定性较差、不能有效利用太阳光中800nm以上红外光等问题,采用过渡金属中低毒性、小半径且成本相对较低的Zn²⁺代替部分Pb²⁺,利用Lewis酸碱理论协同一步旋涂法制备出新型钙钛矿光伏材料MAPb_1-xZn_xI₃,并将这种改性材料应用到基于碳对电极且无空穴传输层的介观钙钛矿太阳能电池中,研究不同含量的Zn²⁺掺杂对光电池光电性能的影响。然后,在MAPb_1-xZn_xI₃光电池性能研究的基础上,进一步用Cs⁺替代部分MA⁺,研究Cs⁺掺杂对光电池光电性能和湿热稳定性的影响。论文的主要研究工作如下:（1）用1mol%的Zn²⁺代替部分Pb²⁺后,钙钛矿薄膜的表面形貌和结晶性能都得到了显著的提升,晶粒增大、致密度以及覆盖率提高,从而减少薄膜中晶界和缺陷的数量,极大地降低了非辐射复合损失。同时,Zn²⁺取代部分Pb²⁺后减小了材料的禁带宽度,将吸收光谱拓宽到近红外区域。（2）MAPb_0.99Zn_0.01I₃应用到基于碳对电极且无空穴传输层的介观钙钛矿太阳能电池中后,光电池的综合性能得到了极大提升:不仅增强并拓宽了光电池的吸收光谱,使其光电转换效率从13.39%显著提高到15.37%,增幅达到14.8%;而且光电池的光电性能表现出优异的可重现性,抑制了迟滞效应的影响。（3）用10mol%的Cs⁺代替部分MA⁺后,钙钛矿薄膜的结晶度和沉积速率得到提升,导致钙钛矿晶粒尺寸的减小和膜层厚度的增大,并稍微增大了材料禁带宽度。经过多元掺杂后,形成的MA_0.9Cs_0.1Pb_0.99Zn_0.01I₃钙钛矿薄膜的吸收光谱、缺陷密度都介于MAPbI₃和MAPb_0.99Zn_0.01I₃薄膜间,光电池的湿热稳定性得到了改善,J_SC、V_OC、FF和PCE分别为22.88mA/cm²、1.04V、63.3%和15.06%。综上所述,通过在MAPbI₃中依次掺入Zn²⁺和Cs⁺,先后制备出了新型钙钛矿材料MAPb_0.99Zn_0.01I₃和MA_0.9Cs_0.1Pb_0.99Zn_0.01I₃,然后将其分别应用到基于碳对电极且无空穴传输层的介观钙钛矿太阳能电池中,能够显著提升光电池的光电性能和湿热稳定性,一定程度上解决了MAPbI₃中存在的问题。