有机无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）在近几年内实现能量转换效率（Power Conversion Efficiency,PCE）由3.8%到25.2%的突破,被誉为有着广泛发展前景的下一代薄膜太阳能电池。PSCs性能不仅取决于器件所涉及材料的特性,而且还受到各层材料之间界面性质的影响,二者对电荷的提取,运输和复合起着很大作用。本文通过对电荷传输材料的优化以及设计其与钙钛矿层的界面工程,探索了新型传输材料及界面工程改善PSCs光伏性能的机理,系统分析了器件内部结构中的界面材料对PSCs的效率和稳定性的影响,论文具体内容如下:1.金纳米颗粒嵌入TiO2构建Au-TiO2/TiO2双电子传输层改善PSCs的效率和稳定性我们开发出具有等离子共振效应的双电子传输层（Electron Transport Layer,ETL）,可实现高效稳定的太阳能电池的制备。双ETL是采用低温溶液技术制备的:底层的ETL由金纳米颗粒（Au NPs）嵌入TiO2构成,由于Au NPs的等离子共振效应,可以更有效地收集入射光,并改善传统TiO2的电子输运性能,产生更高的光生电流;顶层的ETL是由TiO2 NPs制成,可以避免Au NPs与钙钛矿层直接接触造成的电荷复合损失。研究结果表明,与参比器件相比,基于最佳浓度的Au-TiO2/TiO2 ETLs的PSCs的器件效率和功率输出稳定性均有大幅度的提高。其中,基于刚性基底的PSCs的最高效率为20.31%,基于柔性基底的PSCs的最高效率为15.36%,而且器件在最大输出功率点、光强为100 mW.cm-2的AM 1.5G的模拟太阳光下1000 s连续照射,电池的稳态电流密度输出值几乎保持不变,表明了器件良好的功率输出稳定性。2.共轭聚合物-氧化石墨烯复合材料构建超薄钝化层改善PSCs器件性能本节采用原位缩聚方法制备了新型纳米复合材料聚（2-甲氧基-5-辛氧基）-对苯乙炔-氧化石墨烯（poly[（2-methoxy,5-octoxy）1,4-phenylene vinylene]-graphene oxide,MOPPV-GO）,并将其作为PSCs的超薄钝化层,能大幅度提升电池的PCE和稳定性。新型复合材料MOPPV-GO可以充分结合两种材料的优势:GO与MOPPV复合后可在钙钛矿表面形成均匀的薄膜,有利于与空穴传输层形成致密接触;MOPPV以GO为载体聚合形成更密集的共轭网络,显著提升电学性能。通过对由MOPPV-GO所制备的器件研究显示,MOPPV-GO不仅可以有效钝化钙钛矿的表界面及晶界处的缺陷,还可以改善钙钛矿材料的结晶性,显著提升了电荷的提取与传输性能。与标准器件相比,修饰MOPPV-GO钝化层的器件PCE从16.42%大幅提高到19.73%,PCE提升超过20.16%,该研究结果对高效稳定的PSCs的制备与研究有着很重要的价值。3.疏水性聚合物钝化剂用于改善PSCs的长期稳定性的研究虽然PSCs在很多方面均展现出了非常出色的光伏性能,但由于钙钛矿材料本身在水汽环境中易潮解,使制备长期稳定的PSCs成为一个严峻的挑战。本节首次将PffBT4T-C9C13钝化剂引入到钙钛矿/空穴传输层界面处,并制备了性能优异的太阳能电池。结果表明,新型PffBT4T-C9C13钝化剂不仅能够改善器件的光伏性能,我们在刚性基底上获得了最佳的PCE为20.21%,相较参比器件的17.16%提升了 17.77%。另外,稳定性测试表明,该钝化剂能够有效减弱外界水汽对钙钛矿材料的影响。与未修饰钝化剂的器件相比,在湿度～40-50%环境下,修饰后的PSCs在～400h连续监测下器件的效率保持原始最高效率的81%,表现出非常优异的长期工作稳定性。