有机无机卤化钙钛矿材料由于其优越的光电性质和低廉的材料成本受到了世界范围内的广泛关注。仅7年时间,钙钛矿太阳电池效率便从2009年的3.8%迅速攀升到现在最高的22.1%。目前,钙钛矿太阳电池在持续光照下的不稳定是阻碍其商业化的主要因素。本文采用反溶剂一步旋涂法制备了多种不同结构的钙钛矿太阳电池,并且分别采用界面工程、掺杂等方法提高了电池性能。此外,测试了多种不同结构钙钛矿电池在光照下的稳定性,并对衰减的原因进行了相关分析,最后提出了增强钙钛矿电池光照稳定性的新思路。论文的主要内容如下:(1)基于 FTO/c-TiO2/mp-TiO2/MAPbI3/Spiro-OMeTAD/Au 介孔正向电池,获得了最佳的钙钛矿制备工艺。通过比较一步旋涂、两步顺序旋涂和反溶剂一步旋涂三种方法制备的钙钛矿薄膜形貌和电池性能后得到:反溶剂一步旋涂制备的钙钛矿薄膜质量最高,并且获得了最佳的性能。研究了乙醚滴加时间、热处理时间、前驱体溶液浓度和空气中湿度等因素对反溶剂一步法的影响。(2)基于FTO/NiO/MAPbI3/PCBM/Ag反向平面电池,提出了一种既可以提高电池性能同时又加强其稳定性的界面修饰方法。通过在电子传输层PCBM和电极Ag之间插入PCBDAN作为界面修饰层,有效地降低了 PCBM和Ag之间的能级势垒,并且促进了载流子在界面处的分离和传输。修饰后,反向平面电池的效率从13.8%提高到了 17.2%。由于PCBDAN具有强疏水性,修饰后的电池在空气中的稳定性得到了大幅度提高。(3)基于ITO/PCBM/MAPbI3/Spiro-OMeTAD/Au正向平面结构,利用界面修饰材料PCBDAN的自聚集特性在低温下(≤100 ℃)获得了高性能、无迟滞和高光稳的钙钛矿电池。通过旋涂PCBM和PCBDAN的氯苯混合溶液,可一步制备得到ITO/PCBDAN/PCBM结构的电子传输层。PCBDAN可以有效降低ITO的功函数以及促进载流子在界面处的分离和传输。修饰后,该结构电池的最高效率从14.8%提高到18.1%,并且无迟滞效应。将C60混入PCBM:PCBDAN后可进一步将电池效率提高至18.8%。更为重要的是,采用富勒烯作为电子传输层的钙钛矿电池在AM1.5标准太阳光和高强度紫外光照下体现出了很好的稳定性。(4)基于ITO/SnO2/MAPbI3/Spiro-OMeTAD/Au正向平面结构,通过将石墨烯量子点掺入SnO2中获得了效率>20%的钙钛矿电池,提出了 一种有效提高电池性能同时抑制迟滞的掺杂方法。光照后,石墨烯量子点可以有效降低SnO2中的电子缺陷密度和提高SnO2的导电性以及功函数。研究表明,石墨烯量子点中产生的光生载流子注入到SnO2中是导致其电学性能提升的原因。掺入石墨烯量子点后,钙钛矿电池的效率从17.9%提高到20.3%,并且器件的迟滞效应得到了有效地抑制。(5)通过测试比较以上四种不同结构的钙钛矿电池在AM1.5标准太阳光和紫外光持续光照下的稳定性,提出了采用富勒烯有机材料取代无机金属氧化物作为电子传输层获得高光稳(全光谱光照)钙钛矿电池的新思路。稳定性测试表明,基于无机金属氧化物传输层(TiO2、SnO2、NiO)的正向和反向结构电池在持续光照下性能都不断地衰减,而采用富勒烯(PCBM:C60:PCBDAN)作为电子传输层的正向电池(经过老化后)在1128 h的全光谱光照下依然表现出了很好的稳定性。分析原因后得到,由于无机金属氧化物都具有一定的光催化特性,在紫外光的诱导下可以分解界面处的钙钛矿,从而导致电池性能持续衰减。因此,以无光催化性质的富勒烯有机材料作为电子传输层有望实现钙钛矿太阳电池在全光谱光照(无需过滤紫外光)下的长期稳定。