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能源是人类社会发展和进步的基础。进入21世纪以来,随着全球化石能源的不断消耗与日益枯竭,导致全球环境问题日益严重,人类迫切需要寻找一种可再生的新能源来代替传统的化石能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭、环保等特点,受到科研工作者的关注。作为现阶段解决人类面临的能源危机的科技,以光伏效应为工作原理的太阳能电池将太阳能直接转化为工业和生活使用的电能。钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一种新型光伏器件在近几年有了较快的发展,相比于传统的太阳能电池,钙钛矿太阳能电池以其简单的制作工艺、较低的成本、高效的理论光电转化效率等优点成为近年来最热门的研究领域。尽管目前的钙钛矿太阳能电池光电转化效率（PCE）已到达惊人的25.2%,但是仍然存在着一系列的问题,如稳定性较差。从本质上讲,限制PSCs光电转化效率和稳定性的主要影响因素是电荷传输和界面电荷转移行为,因此提高钙钛矿薄膜与二氧化钛薄膜之间的界面电荷转移行为与晶格匹配程度是提高PSCs效率和稳定性的主要方法。本论文从优化二氧化钛（TiO2）晶型结构、优化钙钛矿薄膜、优化钙钛矿/TiO2界面入手,采用稳态荧光（PL）、瞬态荧光（TRPL）、单色光光电转化效率（IPCE）等手段系统地表征了PSCs电化学性能。具体的研究工作及结论如下:（1）通过调控介孔TiO2的晶型结构与暴露晶面,改变PSCs的界面电荷转移能力,提高PSCs的光电转化效率。以三乙胺、钛酸四丁酯为主要原料,采用一步水热法合成纯四方相的锐钛矿二氧化钛（A-TiO2）纳米颗粒,与商用二氧化钛Dyesol-18-NRT（D-TiO2）相比,提高了钙钛矿太阳能电池的效率。A-TiO2基PSCs介孔层在500℃下焙烧30 min,光电转化效率达到20.02%,钙钛矿/TiO2界面处电荷转移性能明显增强;而D-TiO2基PSCs经过相同处理,光电转化效率仅为17.42%。（2）采用一步反溶剂法制备钙钛矿薄膜,提高钙钛矿薄膜的致密性。以甲脒碘酸盐（FAI）、甲胺溴（MABr）、碘化铅（PbI2）、溴化铅（PbBr2）为主要原料溶解于N-N二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）混合溶液制备的钙钛矿薄膜,提高了钙钛矿太阳能电池的开路电压。与两步法制备的钙钛矿薄膜相比,其开路电压由原来的0.98V提高到1.17V。（3）以五水合五氯化铌（NbCl5·5H2O）、钛酸四丁酯、醋酸为主要原料,采用一步水热法合成铌掺杂二氧化钛（Nb-TiO2）纳米颗粒,在500℃的温度下对其进行表面去掺杂得到表面去掺杂化铌掺杂二氧化钛（de-Nb-TiO2）,将de-Nb-TiO2作为介孔层制备的de-Nb-TiO2基PSCs,其效率达到21.07%,与A-TiO2基PSCs相比,界面电荷转移能力得到提高。（4）de-Nb-TiO2的表面去掺杂可以扩大TiO2晶格,提高钙钛矿薄膜与介孔TiO2薄膜的接触,进而提高介观型钙钛矿太阳能电池的紫外稳定性和热稳定性。在80℃下经过100 h的热稳定性测试,A-TiO2基PSCs效率仅为初始效率的50%,而de-Nb-TiO2基PSCs效率为初始效率的81%,热稳定性得到显著提升。在375nm紫外光照射（功率为300mW/cm2,相当于30个太阳）250 min后,A-TiO2基PSCs效率仅为初始效率的20%,而de-Nb-TiO2基PSCs效率为初始效率的70%,紫外稳定性得到显著提升。