近年来,钙钛矿材料因具有很多突出的性质而受到人们的广泛关注。在光伏（PV）领域,钙钛矿太阳能电池（PSC）的光电转换效率（PCE）已经从最初的3.8%上升到如今的25.7%。另外,在发光领域,钙钛矿发光二极管（Pe LEDs）的外量子效率（EQE）从0.76%提高到28%,这些都推动了钙钛矿材料的蓬勃发展。但考虑到未来商业化应用,诸如其不稳定性、多功能性、成本和大面积制备等科学和工程问题尚需解决,获得高结晶少缺陷的钙钛矿活性层薄膜仍旧是关键一步。本论文针对最接近最高理论效率的甲脒（FA）基钙钛矿太阳能电池,通过功能分子调控晶体生长和全方位钝化薄膜缺陷以提升器件的效率和稳定性,并揭示不同添加剂控制策略的作用机理,阐明能量损耗机制和理解器件物理工作机制。主要内容如下:（1）自聚合分子稳定FAPbI3钙钛矿太阳能电池。针对FAPbI3 PSCs的相变以及湿度不稳定性问题,第三章使用了一种原位聚合控制晶粒生长（IPCG）的方法,以提高FAPbI3钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。通过将易交联物甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DMAEMA）单体溶解在反溶剂（甲苯）中,然后利用一步溶液沉积法,在制备过程中,将其沉积在钙钛矿前驱体薄膜上,控制晶粒生长动力学的同时钝化缺陷;在退火过程中,DMAEMA可在原位形成聚合物Poly（D）以阻止水分渗入,稳定黑相。用IPCG方法制备的FAPbI3基钙钛矿太阳能电池（FTO/Sn O2/钙钛矿/Spiro-OMe TAD/Au）得到了～21%的光电转换效率（原始FAPbI3器件的光电转换效率为16.0%）。此外,聚合作用使得制备的器件湿度稳定性得到显着提升,在测试湿度为（50±5）%,温度为（25±5）℃,室内暗态环境空气中,存储104天未封装器件仍保持其初始效率,优于对照器件。（2）双分子协同效应实现高效稳定的甲脒基钙钛矿太阳能电池。针对钙钛矿薄膜的空位缺陷引起的非辐射复合和稳定性问题,第四章引入了安全无毒的安赛蜜钾（Ace-K）和季戊四醇四丙烯酸酯（PETA）分别作为添加剂和稳定剂。钙钛矿薄膜采用两步溶液沉积法制备,在碘化铅前驱体溶液加入Ace-K。Ace-K具有丰富的官能团和铅离子形成强相互作用,可调控结晶成核和实现钝化缺陷,同时钾离子填充的间隙位点抑制了FA-I弗兰克林缺陷形成,降低迟滞,改善了器件的光电特性,得到了7.3%的EQEEL,并且非辐射复合损失从111 m V下降至72 m V。PETA溶解在氯苯中旋涂在钙钛矿薄膜表面,基于（FTO/Sn O2/Ace-K钙钛矿/PETA/Spiro-OMe TAD/Au）的器件获得了21.9%的光电转换效率（空白对照器件19.7%）,以及1.18 V的出色的开路电压(Voc),3%的迟滞因子。得益于PETA的网状结构所固有的疏水性,该器件在相对湿度为60%-70%,温度为（25±5）℃的室内暗态环境空气中,储存1800小时仍保持初始效率的88%,在器件的最大功率点（MPP）连续光照下运行440小时（测试条件:氩气氛围,温度为35±5℃）,未封装器件的光电转换效率可保持其初始值的80%以上。（3）多功能分子添加剂实现高效钙钛矿光伏发光器件。光伏（PV）和发光（EL）功能具有互易关系,针对缺陷导致的非辐射复合和Voc损失而限制光伏/发光双功能二极管的发展。第五章使用3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐（SPM）作为多功能添加剂调控薄膜质量。通过磺酸基的配位相互作用和静电吸引调节钙钛矿的结晶过程,同时钾离子可以填充间隙位点,在晶界形成2D K2Pb I4和以降低未配位缺陷,修复晶界和表面缺陷,从而全面提高PV和EL效率。通过SPM添加的FA基器件获得了22%的PCE,其中Voc从1.12 V提升到1.20 V,Voc损失减小至370 m V。另外,我们的PSC在短路电流(Jsc)下显示10.7%的EQEEL,意味着只有57 m V的非辐射复合损失。当作为LED工作时,其最大EQEEL达12.2%,最大发光亮度达到154 W sr-1 m~2。此外,本工作论证了光伏和发光性能的互易关系,并量化能量损失,理解元件物理工作机制。