以MAPb I3为代表的有机-无机杂化钙钛矿由于具有带隙可调、吸收系数高、载流子传输距离长及成本低廉等优点而备受关注。目前钙钛矿太阳能电池的最高光电转化效率已经达到25.7%。但钙钛矿太阳能电池还存在水氧、高温等稳定性问题,限制了商业化应用。研究表明,在钙钛矿A位掺入不同半径的有机、无机离子（如FA+、MA+及Cs+等）形成混合阳离子钙钛矿,可以增加晶格能,使晶体结构更加稳定,进而减少对水氧的敏感性。为此,本论文首先在混合阳离子钙钛矿中掺入无机Cs+离子,通过Csx(FA0.85MA0.15)1-xPb I3阳离子组分调控改善薄膜质量,提高材料稳定性和器件光电转换效率;其次采用无机Cs+全部取代有机阳离子制备全无机Cs Pb I3电池,引入DMAI作为中间组分,在室温大气环境下实现Cs Pb I3电池的稳定制备;最后为了进一步提高Cs Pb I3电池效率,使用氯化甲脒（FACl）对钙钛矿薄膜进行掺杂优化,并比较了FACl不同掺入方式对薄膜质量及器件性能的影响。本论文主要研究内容如下:第一,Cs+掺杂Csx(FA0.85MA0.15)1-xPb I3混合阳离子钙钛矿电池研究。首先采用一步溶液法配合反溶剂法制备出钙钛矿薄膜,通过调控Cs+的比例,发现少量Cs+的掺入可以有效改善钙钛矿薄膜的形貌,增强结晶度并且提高钙钛矿器件的稳定性。当Cs掺入比例为0.1时,钙钛矿薄膜的晶粒尺寸达到600 nm、粗糙度仅有5.09 nm。以此制备的Cs0.1(FA0.85MA0.15)0.9Pb I3钙钛矿太阳能电池相比于未掺杂的器件具有更高的开路电压和短路电流密度,最终实现了20.26%的光电转换效率。第二,Cs Pb I3无机钙钛矿电池室温大气环境制备研究。使用Cs+离子完全取代有机阳离子,制备无机Cs Pb I3钙钛矿电池,首先对于前驱体溶液的组分进行探索,探究了二甲胺氢碘酸盐（DMAI）在前驱体溶液中的比例,发现当DMAI:Cs I:Pb I2=1:1:1时,薄膜的晶粒大小达到500 nm以上,且致密无孔洞,以此在室温大气环境下制备出高性能的Cs Pb I3薄膜,并得到了光电转换效率为9.77%的电池器件。另外研究了退火温度对于Cs Pb I3薄膜的影响,发现当退火温度为210℃时,制备出的薄膜质量最佳,最终制备出的Cs Pb I3电池实现了10.8%的光电转换效率,同时表现出良好的稳定性。第三,基于FACl掺杂优化的Cs Pb I3无机钙钛矿电池研究。离子半径较大的FA+能够提高钙钛矿结构稳定性,同时Cl-掺杂能提高钙钛矿的载流子传输性能,所以本文选用FACl进行掺杂优化。首先,使用FACl溶液对Cs Pb I3薄膜进行表面掺杂,发现处理后的薄膜晶粒达到600 nm以上并且结晶性能更好、带隙更优。制备出的器件得到了11.17%的光电转换效率。其次使用FACl对前驱体溶液进行体掺杂,发现掺杂0.1FACl后,薄膜的质量最佳,部分晶粒达到800 nm以上,最终制备的Cs0.95FA0.05Pb I2.95Cl0.05电池得到了12.89%的光电转换效率,其稳态输出功率为12.77%,具有良好的光照稳定性。