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钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs）是一种新型薄膜太阳能电池,具有较高光吸收系数、快速载流子迁移、较长的载流子扩散长度以及可溶液加工等优点,被认为是下一代太阳能电池的有利竞争者。电子传输层（ETL）是钙钛矿太阳能电池的一个重要组成部分,具有选择性地抽取光生电子和阻挡空穴的作用,是制备高效率电池不可或缺的一部分。常规的电子传输材料主要是氧化物纳米颗粒,然而纳米颗粒构筑的薄膜中存在较多的晶界、缺陷等,影响了电子迁移,容易造成电子复合损失。因此,高迁移率电子传输材料的制备是钙钛矿太阳能电池领域的一项重要挑战。本论文设计并合成了三种有序结构的氧化物纳米晶用于电子传输层,加快了电子在钙钛矿太阳能电池中的迁移,有效提升了电池的光电转换效率。具体内容包括:（1）合成了尺寸可控、结构有序的锐钛矿相二氧化钛介晶颗粒用于钙钛矿太阳能电池电子传输层。以钛酸四丁酯为钛源、醋酸为溶剂采用溶剂热法合成梭形结构的锐钛矿相二氧化钛介晶,通过调控钛酸四丁酯的浓度合成了四中不同尺寸的介晶二氧化钛,研究发现随着钛酸四丁酯的浓度的提升,介晶二氧化钛的尺寸逐渐减小。获得的二氧化钛介晶的尺寸分别为200、150、80、50 nm。场发射电子显微镜观察介晶二氧化钛表面,可发现是由纳米晶小颗粒定向聚集而成,高分辨透射电镜和选区电子衍射花样证实了纳米晶颗粒的有序排列结构。氮气等温吸-脱附测试表明这四种介晶颗粒都具有较大的比表面积,分别为116.1、119.0、128.5、135.2 m2g-1。将介晶二氧化钛作为介孔电子传输层应用于钙钛矿太阳能电池,电池的最高效率分别为13.77%（MC-1）、14.08%（MC-2）、15.46%（MC-3）、17.08%（MC-4）。电池效率随着介晶颗粒尺寸的减小而增加,主要是因为随着介晶颗粒的增加导致光的透过率和电子传输性能下降。（2）在导电玻璃表面原位构筑了锐钛矿相二氧化钛纳米棒阵列,并用于钙钛矿太阳能电池电子传输层。以钛酸四丁酯为钛源,通过水热法直接在FTO导电玻璃上生长长度可控的锐钛矿相二氧化钛阵列,通过调控钛酸四丁酯的浓度,二氧化钛纳米棒的长度可以控制在50 nm～2μm。选取了长度为50、100、200、300 nm的二氧化钛作为电子传输层。紫外可见光谱测试表明在波长400～800 nm范围内,随着二氧化钛长度的增加透过率逐渐减小。线性扫描伏安法表明随着二氧化钛长度的增加,电阻也逐渐增加。组装成钙钛矿太阳能电池后分别获得15.3%、14.5%、13.8%、12.1%的光电转换效率。电池效率随着二氧化钛纳米棒长度的增加逐渐减小,这主要是因为透过率的减少导致钙钛矿层吸收光减少,电阻增加导致电子传输效率降低。（3）在导电玻璃表面原位构筑了疏密可控的氧化锡纳米棒阵列,并用于钙钛矿太阳能电池电子传输层。以五水四氯化锡为锡源,通过水热法在涂有Sn O2晶种层的FTO导电玻璃上原位生长二氧化锡纳米棒阵列。通过调控四氯化锡的浓度,可以得到长度为160 nm,宽度为15～25 nm的纳米棒。统计结果表明玻璃表面的二氧化锡纳米棒的面积密度为660（NR-A）、500（NR-B）、460（NR-C）,整体的覆盖率分别为61%、76%、84%。这表明增加前驱体的浓度有利于纳米棒的横向生长,会提升阵列在FTO基底上的覆盖率。将不同疏密的二氧化锡纳米棒阵列分别组装成钙钛矿太阳能电池,测得器件的光电转换效率分别为13.56%、15.46%、14.97%,高于同等条件下采用二氧化锡颗粒为电子传输层的电池（12.38%）,主要得益于二氧化锡纳米棒阵列薄膜提升了导电玻璃的光透过率,取向生长的一维纳米棒有利于电子的传输,以及纳米棒阵列可以为钙钛矿纳米晶提供更大的有效填充空间。