钙钛矿太阳电池因其光电转换效率高、生产成本低而成为光伏领域的前沿研究方向。随着2021年其光电转换效率提升到25.5%,钙钛矿太阳电池已经成为可替代硅太阳电池的最有力候选者。然而距离其光电转换效率33.5%的理论极限效率仍有很大的上升空间。太阳电池的光电转换效率主要取决于材料的捕光效率和载流子分离效率。设计并制备高质量的钙钛矿吸光层、电荷传输层及优化关键界面成为提高钙钛矿太阳电池性能的有效手段。因此,寻找能够优化各功能层质量、拓宽光谱范围以及优化界面性能的新材料体系,揭示材料性能-功能层性能-器件光伏性能间的相互作用关系,最终获得性能优异的钙钛矿太阳电池,具有重要的科学研究价值和意义。在众多有机/无机材料中,过渡金属氧（硫）化物半导体材料凭借优异的光电性能、较低的成本以及良好的稳定性,已经广泛应用于各类光电器件中。本论文以MAPb I3基钙钛矿太阳电池为研究对象,着重利用过渡金属氧（硫）化物材料对器件中钙钛矿层、电子传输层、光谱响应范围及界面性能进行优化,揭示材料种类、引入方式、添加量等因素对钙钛矿太阳电池光伏性能的影响规律,并阐明相关物理机制。主要研究成果如下:（1）为优化电子传输层导电性和能级结构,本论文通过低温制备工艺设计了一种新型的少量硫化镉量子点（CdS QDs）辅助SnO2的电子传输层。通过少量添加CdS QDs,不仅提高了SnO2电子传输层的结晶度和平整度,为获得高质量的钙钛矿吸收层提供了一个良好的平台,还将SnO2的电导率提高了一个数量级,使得SnO2与钙钛矿层之间的能级更加匹配。这些优异性能大大加快了电池内电荷的提取和传输。因此,以少量CdS QDs辅助的SnO2为电子传输层所制备的MAPb I3基钙钛矿太阳电池,最高的光电转换效率达到20.78%,并显现更好的空气稳定性。该研究结果不仅证明了半导体量子点修饰电子传输层的重要性和潜力,也为开发复合电子传输层进一步提高平面钙钛矿太阳电池的光伏性能铺平了道路。（2）为提高钙钛矿太阳电池的光利用率和电荷传输效率,本论文利用溶剂热法合成非化学计量比WO3-X纳米棒（NRs）,并通过氮气下不同温度烧结调控WO3-XNRs的LSPR效应,当煅烧温度为600℃时,WO3-XNRs的LSPR效应最强。随后在钙钛矿薄膜的制备过程中,通过反溶剂法将600℃烧结后的WO3-XNRs引入到钙钛矿和钙钛矿与空穴传输层界面处。WO3-XNRs具有的LSPR效应扩展了光谱吸收范围,器件的光电流显著增加。而LSPR效应导致的局域电磁场近场增强则有效促进钙钛矿/空穴传输层界面处的电荷传输。因此,WO3-XNRs的引入同步优化了器件内的光电性能,使得MAPb I3基钙钛矿太阳电池的光电转换效率达到21.14%。该研究结果不仅阐明了具有LSPR效应的无机氧化物半导体提升钙钛矿太阳电池性能的相关机理,而且为提高钙钛矿太阳电池的光伏性能提供了有效技术方案。（3）为稳定WO3-XNRs的LSPR效应,以及进一步钝化钙钛矿内部缺陷,采用原位生长法在WO3-XNRs表面生长CdS QDs,制备具有LSPR效应的WO3-X@Cd S异质结。利用反溶剂法将不同Cd S QD含量的WO3-X@Cd S异质结引入到钙钛矿层以及钙钛矿层/空穴传输层界面处。利用WO3-X@Cd S各组分的性能优势,既提升器件光利用率,又促使钙钛矿均匀成核,降低薄膜内部和界面处的缺陷态密度。并且在一定程度上降低钙钛矿与空穴传输层之间的能级势垒,抑制了界面复合,加速了界面电荷转移。最终将MAPb I3基钙钛矿太阳电池的光电转换效率提高至21.49%。该研究结果创新性地利用具有LSPR效应的氧化物异质结提高钙钛矿太阳电池的光伏性能,为新型添加剂材料的设计提供了新思路。