作为新概念太阳能电池的一种,钙钛矿太阳能电池是以钙钛矿晶型的有机无机卤化物半导体材料为吸光材料的太阳能电池,经过近十年的发展已经可以媲美商业化的太阳能电池,具有光电转化效率高、制造成本低廉的巨大优势。然而,传统的三维有机-无机卤化物钙钛矿所固有的不稳定性成为阻碍钙钛矿太阳能电池商业化生的关键因素之一。为了克服这一挑战,人们尝试将三维钙钛矿材料替换为具有疏水层的准二维钙钛矿材料。准二维钙钛矿材料除了具有良好环境稳定性外,其内部还具有独特的量子阱结构。一般意义上,量子阱结构可以增强激子的结合能,不利于提高钙钛矿太阳能电池的激子分离,降低光电转换效率。此外,准二维钙钛矿材料的结构和性能之间的关系也亟待深入的研究。如何将这一具有稳定性优势的新兴材料用到钙钛矿太阳能电池中,并获得高的光电转换效率具有重要的意义。本论文主要的研究以下三部分内容:。首先,获得高质量的咔唑基准二维钙钛矿薄膜材料。我们通过扫描电镜对不同n值的前体溶液旋涂出的咔唑基准二维薄膜进行形貌表征,发现该材料可以形成致密平整的薄膜,这是制作薄膜光伏器件的前提。然后利用X射线衍射,紫外吸收和稳态荧光对咔唑基准二维钙钛矿薄膜进行一系列表征,验证了咔唑基准二维钙钛矿材料的存在。并且光谱随着咔唑大阳离子比例的减少逐渐红移,符合理论规律。在稳定性方面,我们把n=5的咔唑基准二维钙钛矿薄膜和经典准二维钙钛矿中较为稳定的苯乙胺体系的薄膜进行对比。咔唑基准二维钙钛矿在浸入水中时显示出远远优于苯乙胺准二维钙钛矿的惊人稳定性,体现了该材料的研究价值。其次,优化咔唑基准二维钙钛矿层在基底上的垂直取向。由于未经优化的原始咔唑基准二维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率较低,我们通过将硫氰酸铵（NH4SCN）引入到前体溶液中,来获得垂直于基底方向结晶的准二维钙钛矿,由此来达到光伏器件性能提升的目的。首先通过不同NH4SCN浓度的薄膜X射线衍射图谱来确定使薄膜获得最佳结晶的掺杂浓度。从掠入射广角X射线散射（GIWAXS）也可以看出含有添加剂的薄膜表现出垂直于基底生长的高结晶度。然后对优化前后的薄膜器件进行电学表征和光伏表征,实验结果表明优化后的薄膜具有更好的载流子传输性能,最佳光伏器件获得了8.36%的转换效率。最后,在垂直取向的基础上,调控咔唑基准二维钙钛矿材料的多量子阱结构,克服强激子结合能对电池效率的影响。在对咔唑基准二维钙钛矿进行初步探究时就发现,对于n大于1的紫外-可见光吸收光谱显示出薄膜结晶完成后内部含有多个n值的相。我们发现可以通过滴加氯苯反溶剂来调控薄膜中n值的分布。通过超快时间分辨瞬态吸收光谱（TA）对滴加反溶剂前后的两种薄膜进行表征,发现反溶剂处理的薄膜顶部先结晶,形成薄膜顶部低n相,底部高n相的分布情况,未处理的薄膜则反之。由于能级的适配,不滴加反溶剂的薄膜适用于倒置器件,滴加反溶剂薄膜的器件适用于正置器件。最后得到的最高光电转换效率出自滴加了反溶剂的正置器件,效率为10.49%。基于氯苯反溶剂处理后的太阳能电池,未封装的器件在空气中保存1000小时后,依然具有初始光电转换效率的80%左右。