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全球经济的迅速发展导致能源的不断消耗和环境的日益污染,这促使人类寻找清洁的可再生能源。而在可再生能源研究领域内,钙钛矿太阳能电池近年异军突起,得到了人们的广泛关注,主要原因是钙钛矿材料具有较高的光吸收系数、较高的载流子扩散长度以及迁移率、带隙可调控等优势;与此同时,将钙钛矿材料制备成太阳能电池的工艺简单、成本低。十多年来,钙钛矿太阳能电池的性能已经得到了大幅的提升,然而目前常见的多晶膜钙钛矿吸光层在晶界和界面处都会产生不可忽视的缺陷,这些缺陷渐渐地成为制约器件性能进一步提升的主要因素。因此开发能钝化界面缺陷,减小界面能级势垒、提高界面处载流子提取和传输的新型界面材料非常关键。基于此,为了减少钙钛矿晶体的缺陷导致的晶体质量的下降、器件性能低等问题,本论文针对正式平面型（n-i-p）有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的界面电荷的传输展开研究工作,从改善钙钛矿薄膜质量和钝化缺陷态两个方面来提高电池的性能,本硕士学位论文具体研究内容如下:（1）二氧化钛（Ti O2）薄膜的氧空位(或Ti3+)缺陷、二氧化锡（Sn O2）薄膜的界面缺陷导致的迟滞使我们认识到:若优选导电率更高的、与钙钛矿能级更匹配的、且容易制备成连续均匀致密薄膜的n型半导体材料作为电子传输层（ETL）;进一步的,对其进行适当的表/界面修饰（或者钝化）,预计将制备出更为高效的钙钛矿太阳能电池。先前,我们课题组合成了一种新型的n型半导体材料（以电子导电为主的半导体）:双（甲酸）二甲基锡（（CH3）2Sn（COOH）2,缩写为CSCO）,并首次将其作为ETL,研制三元阳离子基平面钙钛矿太阳能电池,制备的正式钙钛矿太阳能电池（电池结构为ITO/CSCO/Cs FAMA/Spiro-OMe TAD/Au）获得20.42%的能量转换效率（PCE）。然而,CSCO薄膜厚度对电池性能的影响尚不清楚。因此,本论文系统地探究了CSCO薄膜厚度对Cs FAMA基电池器件性能的影响。主要通过扫描电子显微镜（SEM）分析了薄膜的表面及截面形貌;使用紫外可见光谱、稳态及瞬态荧光光谱仪（PL及TRPL）分析薄膜光电性质;使用压电导电力显微镜中的开尔文探针力显微镜（KPFM）和导电性原子力显微镜（CAFM）分析薄膜的表面电势以及表面电流情况;使用空间限制电流法（SCLC）分析电池的缺陷态密度等。研究表明随着CSCO薄膜厚度从18 nm增加到42 nm,CSCO在ITO衬底上的覆盖越来越完整,这有效降低了漏电流,提高了钙钛矿太阳能电池的填充因子（FF）和开路电压(VOC),同时CSCO/Cs FAMA界面处的电荷转移变得更加高效,因此,钙钛矿太阳能电池的PCE增加。然而,当CSCO膜的厚度＞42 nm时,CSCO膜的光吸收随CSCO膜厚度的增加而增加,这削弱了钙钛矿活性层的光吸收因此降低了电池的光电流。此外,CSCO薄膜厚度的增加（＞42 nm）导致并联电阻RSH急剧降低,因此降低了钙钛矿太阳能电池的FF和VOC。因此,钙钛矿太阳能电池的PCE随着CSCO膜厚度进一步增加（＞42 nm）而降低。最终,采用厚度为42 nm的CSCO薄膜制备的钙钛矿太阳能电池获得了20.42%的最佳PCE。此外,在环境中储存3000小时后,未封装的最佳钙钛矿太阳能电池的PCE保留其初始PCE的85%以上,表现出优秀的长期稳定性。（2）为了进一步提高上述钙钛矿太阳能电池的性能,我们将微量的Cd2+掺入钙钛矿中来替代一部分的Pb2+来微调钙钛矿的组分,改进钙钛矿薄膜的成膜质量从而减少钙钛矿晶界以及界面处的缺陷以提升钙钛矿太阳能电池的性能,制备的器件结构为ITO/CSCO/Cs FAMA:Cd/Spiro-OMe TAD/Au。首先,为了证明Cd2+在钙钛矿晶格中的掺入,我们对ITO/CSCO/Cs FAMA和ITO/CSCO/Cs FAMA:Cd结构的两种薄膜进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及能谱仪（EDS）测试,测试结果表明Cd2+的确掺入到钙钛矿的晶格中。其次,为了得到最佳的Cd2+掺入浓度,我们对Cd2+不同掺入浓度（0%、0.25%、0.5%、1%）的样品进行了电流密度-电压测试（J-V）,结合由XRD图计算得出的钙钛矿的晶粒尺寸大小,最终我们确定了最佳的Cd2+掺入浓度为0.5%。最后,我们采用多种分析及测试手段对Cd2+提升电池性能的内在机制进行了深入研究,包括紫外可见吸收光谱（UV-vis）、PL、TRPL、单色光电转换效率（IPCE）、开路电压和短路电流随光强的变化、莫特-肖特基（M-S）、缺陷填充电压（暗态J-V）、阻抗（EIS）以及稳定性等测试。通过这些分析测试,我们确定了Cd2+提升电池效率的原因:首先,Cd2+的掺入促使钙钛矿晶粒尺寸增大因此使钙钛矿薄膜更均匀致密,减少了电流泄露的几率;其次,Cd2+可以钝化Cs FAMA钙钛矿表面和/或晶界上的缺陷,减少载流子复合速率,增加界面处电荷转移速率。通过在钙钛矿吸光层中掺杂Cd2+,我们提高了Cs FAMA基钙钛矿太阳能电池的性能。结果显示:当Cd2+的掺杂浓度为0.5%时,器件PCE达到21.95%,同时室温下在相对湿度约为50%的环境中储存42天后,电池效率损失约为12%,其效率及稳定性明显优于未掺入Cd2+的Cs FAMA钙钛矿器件的。在活性层掺杂Cd2+的基础上,我们使用氯化钾（KCl）溶液对CSCO膜进行后处理,将电池的PCE进一步提升到22.75%。该研究表明在Cd2+钝化CSCO/钙钛矿界面后,KCl可以进一步钝化缺陷,改善钙钛矿太阳能电池的性能。我们的工作为提升钙钛矿太阳能电池的性能提供了参考。