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相对于硅基太阳能电池、无机薄膜太阳能电池及有机太阳能电池,钙钛矿太阳能电池最近引起了研究者的极大关注。虽然其研究起步较晚,但由于电池器件制备工艺简单,成本较低,并且有机-无机杂化钙钛矿光吸收层具有极其优异的光电性能,发展速度很快,目前光电转化效率已高达23.3%以上。对于钙钛矿电池而言,设计合理的电子传输层可以提高光生载流子的分离和输运,从而提升电池的光电性能和效率。本论文的研究重心是提出并制备一种新型的非晶电子传输层材料,并将其应用于钙钛矿太阳能电池。到目前为止,钙钛矿电池电子传输层用到的材料主要为二元半导体氧化物,比如TiO2、SnO2、Nb2O5、ZnO等。其中TiO2是研究最早也最广泛的电子传输层,工艺较为成熟,但需高温制备,在紫外区对钙钛矿吸收层的催化作用强烈;ZnO易于制备各种纳米结构,从而调控器件性能,但即使在室温下制备ZnO仍为多晶态,晶界缺陷的存在影响了电池器件的性能。研究发现在ZnO中掺杂In和Ga两种元素,可以抑制材料的结晶,室温条件下便可制备出非晶态的IGZO薄膜（InGaZnO4）。非晶IGZO薄膜具有高的载流子浓度、高的电子迁移率和光透过率,作为著名的非晶透明氧化物半导体材料,IGZO主要应用于晶体管研究,作为钙钛矿电池电子传输层的应用还尚未见报道。本文选取非晶IGZO薄膜作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层,相对于其他电子传输层材料,非晶IGZO薄膜可以通过工艺优化在较低温度下获得优异性能,有望用于大面积和柔性太阳能电池的制备。本文采用脉冲激光沉积法（PLD）、溶液法分别制备出性能优异的非晶IGZO薄膜,将其作为电子传输层进一步制备出钙钛矿电池器件。研究和分析了沉积氧压、退火温度及金属离子原子比等因素对薄膜的结构、薄膜质量、表面形貌及光电性能和钙钛矿太阳能电池器件性能的影响,经过薄膜及器件制备的工艺优化,获得了高光电转换效率,高稳定性的钙钛矿太阳能电池。具体的研究结果如下:（1）采用脉冲激光沉积制备IGZO薄膜,研究了沉积氧压和退火温度对薄膜的微观结构及光电性能的影响。随着沉积氧压从10-33 Pa、10-22 Pa、10-11 Pa、4 Pa逐渐增加,IGZO薄膜保持非晶态,薄膜的粗糙度和表面形貌基本没有发生变化。薄膜中的载流子浓度逐渐降低,霍尔迁移率却是先增大后减少,在沉积氧压为10-22 Pa时获得最高的电子迁移率。当退火温度从100?C、200?C、300?C、400?C、500?C逐渐增加时,IGZO薄膜一直保持非晶态,薄膜中的载流子浓度逐渐降低,电子迁移率也是先增大再减少,在退火温度为400?C时具有最高的电子迁移率。X射线光电子能谱和霍尔测试实验结果表明,非晶IGZO薄膜的电性能变化主要与薄膜中的氧空位缺陷含量有关。当退火温度和沉积氧压较低时,薄膜中的氧空位缺陷含量较高,虽然此时载流子浓度较大,但较高浓度氧空位缺陷的存在会形成电子传输的陷阱,阻碍电子顺利传输,造成薄膜电子迁移率较低。而随着沉积氧压和退火温度的升高,薄膜中的氧空位缺陷逐渐被补偿减少,但这也会导致薄膜中载流子浓度也随之减少,IGZO薄膜依然表现出较低的电子迁移率。本论文通过改变沉积氧压和退火温度来调控IGZO薄膜中的氧空位缺陷含量,达到载流子浓度和电子迁移率的平衡值,从而制备出光电性能优异的非晶IGZO薄膜。进一步将将PLD制备的非晶IGZO薄膜作为电子传输层成功应用于钙钛矿太阳能电池,器件的光电转换效率达到15.12%。（2）溶液法制备IGZO薄膜实验表明,薄膜的微观结构及光电性能受退火温度和金属离子原子比等因素控制。随着退火温度从100?C、200?C、300?C、400?C、500?C逐渐增加,IGZO薄膜保持非晶态,薄膜的粗糙度和表面形貌基本没有发生变化。但薄膜中载流子浓度逐渐减小,电子迁移率逐渐增大,在退火温度为500?C时具有最高的电子迁移率。X射线光电子能谱和霍尔测试实验结果表明,这是由于随着退火温度的逐渐升高,薄膜中氧空位缺陷不断减少,有利于电子的传输,电子迁移率在退火温度为500?C时最高,从而使薄膜表现出最佳的电学性能;此外,由于非晶IGZO薄膜的电学性能与金属离子比关系很大,本论文通过溶液法制备了不同金属离子原子比的IGZO薄膜。实验表明In:Ga:Zn=1:1:1（即InGaZnO4）为最优的金属离子配比。溶液法制备出的非晶IGZO薄膜作为电子传输层应用于钙钛矿太阳能电池,器件获得了17.35%的光电转换效率。同时,通过对溶液法制备的非晶IGZO薄膜钙钛矿电池进行稳定性测试实验显示,器件在100 h之后依然可以保持初始效率的88%,表明非晶IGZO薄膜用于钙钛矿电池的电子传输层可以在一定程度上提高器件的稳定性。实验结果证明非晶IGZO薄膜作为钙钛矿电池的电子传输层具有一定的发展潜力和研究价值。