【摘 要】
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随着中国当代社会经济的不断飞速发展,人类在生产生活方面对能源的要求也日渐提高。但是,由于传统化石燃料在地壳中储备有限,属于难以再生的能源,且燃烧后产生的产物会污染环境,因此人们一直在寻找能够替代传统化石燃料的绿色能源。随着研究的开展,研究人员发现取之不尽、用之不竭的太阳能可作为清洁能源时代的重要能源。其中,钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其可低温制备,有望实现大规模生产的溶液制造工艺,材料成本低以及
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随着中国当代社会经济的不断飞速发展,人类在生产生活方面对能源的要求也日渐提高。但是,由于传统化石燃料在地壳中储备有限,属于难以再生的能源,且燃烧后产生的产物会污染环境,因此人们一直在寻找能够替代传统化石燃料的绿色能源。随着研究的开展,研究人员发现取之不尽、用之不竭的太阳能可作为清洁能源时代的重要能源。其中,钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其可低温制备,有望实现大规模生产的溶液制造工艺,材料成本低以及可在柔性基底上进行卷对卷制造等优点,成为第三代太阳能电池的热门研究对象。但是,它仍然存在着一些问题,诸如器件的稳定性较差以及载流子的界面复合高等。因此,本文以n-i-p型有机-无机杂化PSCs为研究对象,分析电子传输层（ETL）,ETL/钙钛矿层间的界面以及钙钛矿层对器件光伏性能的影响,主要围绕在缺陷钝化,表面化学相互作用,改善能级匹配程度等方面来提高器件的光伏性能,其主要的研究内容分为以下三部分:（1）实验使用氧化锡（SnO2）作为ETL,引入含有多基团的有机分子3-（甲脒基硫代）-1-丙磺酸（FTPS）作为SnO2的添加剂制备得到高效的平面PSCs。FTPS的引入减少SnO2ETL的氧空位缺陷,并在其更有利于钙钛矿晶粒的生长。FTPS的改性提高SnO2的导电性和电子提取能力,减少SnO2/钙钛矿界面处的陷阱态密度和载流子非辐射复合。最后基于原始SnO2ETL的PSCs获得20.49%的功率转换效率（PCE）,而基于SnO2+FTPS(0.3 mg·m L-1)ETL的最优器件实现22.52%的效率,迟滞效应明显被抑制,并且拥有优异的稳定性。（2）碱金属氟化物作为添加剂被引入SnO2ETL中。F-离子与Sn4+离子形成配位键,提高电子迁移率;且F离子与甲脒基（FA+）之间的氢键相互作用有效抑制了有机阳离子的扩散,使钙钛矿薄膜更加稳定。同时,钙钛矿层中渗透的碱金属离子（K+、Rb+和Cs+）有效抑制了有机阳离子空位的形成,提高了钙钛矿薄膜的晶体质量。因此,基于SnO2的平面PSCs获得20.24%的PCE,而由Cs F改性的PSCs实现22.51%的PCE,同时有效增强稳定性。（3）吲哚和5-氯吲哚被涂覆于SnO2ETL的上表面,使其与SnO2ETL及钙钛矿层界面分别形成化学相互作用,能够提高器件的光电性能。研究结果表明,协同钝化修饰分子5-氯吲哚不仅能与钙钛矿层中的碘原子形成氢键,而且其中所含的Cl原子还可以钝化配位不足的Pb2+和Sn4+离子,优化两层之间的界面接触。因此,与以吲哚为界面改性层的器件（PCE为21.76%）相比,5-氯吲哚改性的SnO2基器件实现22.47%的效率。同时,能够有效提高稳定性,减少滞后效应。
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