近年来,铅基钙钛矿太阳能电池的器件效率已突破26%,成为第三代薄膜太阳能电池中的佼佼者。然而,目前报道的高效钙钛矿太阳能电池,几乎无一例外的都是基于含铅钙钛矿而实现的。由于铅的生物兼容性问题,可能会对钙钛矿太阳能电池的商业化进程造成阻碍。因此,寻求高效非铅钙钛矿材料成为领域内的一个重要方向。锡与铅位于同主族,且与铅具有相似的核外电子结构及光电特性,因此被认为是最具潜力取代铅的替代材料之一。基于此,本文通过添加剂工程实现了锡基钙钛矿器件功率转化效率达到11.5%,同时对于非铅全钙钛矿串联太阳能电池也进行了初步探索与理论研究。主要研究内容如下:1)制备了高效锡基钙钛矿太阳能电池。在有机/无机钙钛矿吸收层中掺杂邻苯二胺盐酸盐（o-PEHCl）作为添加剂,邻苯二胺盐酸中的氨基（-NH2）与钙钛矿表面未配位的碘离子（I-）之间形成较强的氢键作用,有效抑制了Sn2+的氧化,从而减少了缺陷态密度,改善了薄膜质量,增强了器件的稳定性。研究结果表明,添加剂处理后的钙钛矿薄膜晶体取向和结晶度得到了改善,其光致发光强度和紫外-可见光吸收强度均显著升高,o-PEHCl添加剂有利于氢键的形成,可以钝化薄膜中的缺陷并将Sn4+还原为Sn2+,使薄膜变得更加均匀致密,有利于增强载流子的传输能力,降低缺陷态密度,减少电荷复合损失。实验结果表明,掺杂浓度为3%o-PEHCl的器件达到了11.50%的最佳效率,具有更好的器件稳定性。2)基于高效的锡基器件,开展了非铅全钙钛矿串联太阳能电池的探究。首先,对肖克莱-奎塞尔（SQ）理论进行了修正,得到考虑非辐射复合下更接近于实验室条件的理论极限效率。接着,选择宽带隙（～1.79 e V）和窄带隙（～1.11 e V）的钙钛矿材料作为串联器件子电池的吸收层,并通过调节两子电池钙钛矿层的厚度实现电流匹配。此外,考虑到器件的不同应用场景,模拟了工作温度对器件性能的影响,同时也考虑了吸收层和界面处的载流子复合。最后,对优化后的全钙钛矿串联太阳能电池进行了模拟测试,得到开路电压为1.72 V、短路电流密度为18.51 m A/cm~2、填充因子为86.5%、器件转化效率为27.54%。本工作为锡基钙钛矿太阳能电池的制备提供了一条有效的策略,同时为非铅全钙钛矿串联太阳能电池提供了一定的理论指导。