钙钛矿太阳能电池因其禁带宽度比较合适、载流子寿命长、光吸收系数高等优点而迅速发展,在短短几年内其能量转化效率已经达到23.7%。钙钛矿太阳能电池常用的吸光层材料是CH₃NH₃PbI₃,但是其不稳定性以及铅毒性在很大程度上限制了钙钛矿太阳能电池的商业化。因此,如何增强钙钛矿太阳能电池的稳定性并降低其毒性在近几年渐渐成为了人们研究的重点方向之一。本文主要通过元素掺杂对有机-无机杂化钙钛矿薄膜进行调控和优化,提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。另外通过溶液法制备无机非铅钙钛矿薄膜,并进行掺杂来提高其作为太阳能电池吸光材料的性能。主要研究结论如下:在钙钛矿前驱体溶液中添加适量碘化铯（CsI）,使铯离子取代部分甲胺离子来提高钙钛矿薄膜的稳定性。当CsI的添加含量为10%,电池的能量转化效率提高到14.36%,电池的转化效率在120h内没有出现明显降低。通过溶液旋涂法制备出Cs₃Bi₂I₉钙钛矿薄膜,在钙钛矿前驱体溶液中添加不同含量的三碘化铟（InI₃）,发现钙钛矿晶体表现出沿c轴生长的趋势,最终获得较为均匀致密的钙钛矿薄膜。铟离子取代部分铋离子改善了金属离子和卤素离子的键长,从而降低钙钛矿材料的带隙,使钙钛矿薄膜的吸光范围得以增加,能够提高器件短路电流密度。实验中电池的效率最高为0.77%,短路电流密度上升到2.36 mA/cm²。通过溶液旋涂法制备出CsBi₃I₁₀钙钛矿薄膜,制备过程中加入InI₃后发现钙钛矿晶体变大。在InI₃添加含量为10%,钙钛矿晶体的形核速度和生长速度达到了动态平衡,获得了高质量的钙钛矿薄膜。基于这种方法制备的钙钛矿太阳能电池效率为1.16%。实验研究表明:通过对钙钛矿材料进行元素调控,可以提高器件的稳定性,能够改变材料带隙提高器件性能。