钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其价格低廉、制备工艺简单、转换效率高成为当前研究的热点,也为解决能源问题提供了有效途径。但是,传统钙钛矿材料CH₃NH₃PbI₃（MAPbI₃）中铅的毒性以及应对光照、温度和湿度的不稳定性限制了这项技术的商业化进展。因此,解决以上为问题成为了太阳能电池商业化应用的关键。在本论文中我们主要针对MAPbI₃中铅元素的毒性以及稳定性等问题进行探究。我们通过尝试钙元素替换有毒元素铅和完全摒弃传统钙钛矿材料,采用新型无铅材料AgBiI₄作为太阳能电池的吸光层,制备了高效、稳定的太阳能电池。主要内容如下:1.在PSCs中,有机-无机杂化钙钛矿材料的带隙对器件性能有着重要的影响。钙钛矿材料的带隙可以通过元素取代和掺杂进行调控。我们采用钙离子替换MAPbI₃中铅离子,实验结果表明钙离子的掺杂能够使导带底和价带底同时上移,费米能级上移,带隙扩大,导致开路电压和短路电流增加,载流子传输性能提高。最终在一个标准模拟太阳光测试下,获得了18.3%的器件效率,这项工作揭示了可以通过元素掺杂钙钛矿,调控带隙改善太阳能电池器件性能。2.有机-无机杂化钙钛矿已经得到了突飞猛进的发展。然而,铅元素的毒性以及稳定性制约着太阳能电池商业化应用。我们通过溶液法制备,合成了一种新型无机材料AgBiI₄。通过不断优化AgBiI₄前驱液的浓度和退火温度,在采用0.6 M的AgBiI₄前驱液,在150℃退火温度下,获得了晶粒尺寸大、结晶度和表面覆盖率高的AgBiI₄薄膜。此外,实验结果表明AgBiI₄的光稳定性和热稳定性要远远优于传统吸光材料CH₃NH₃PbI₃。最后,通过对比PTAA和P3HT对器件转换效率的影响,选择PTAA作为器件的空穴传输材料,在一个标准模拟太阳光测试下,获得了2.1%的器件效率。另外,在空气湿度为26%的环境下,经过长达1000 h的稳定性测试后,器件仍然保持着96%的转换效率。这项工作为进一步探索无铅和稳定的太阳能电池指明了新的方向。