在过去十多年里,有机-无机杂化钙钛矿材料因其卓越的光电性能成为太阳电池结构中最热门的新型吸光材料,引起了科研工作者们的广泛关注。随着钙钛矿组分和太阳电池器件结构的不断优化,如今钙钛矿太阳电池（PSCs）的认证光电转换效率（PCE）已经达到25.7%,非常接近单晶硅太阳电池的PCE记录。此外,相较于单晶硅太阳电池,PSCs还具有低成本和易制备的优势,因此被认为是目前最有发展潜力的新型太阳电池之一。但是,作为PSCs中的核心组分,钙钛矿材料中由缺陷导致的载流子的非辐射复合损失,以及高湿度环境下易分解带来的稳定性较差等问题,制约了 PSCs在实际应用的进一步发展。因此,抑制钙钛矿中缺陷带来的负面影响和提升在高湿度环境下器件的工作稳定性,是目前钙钛矿太阳电池急需解决的重点问题。针对以上研究背景,本论文围绕着钝化缺陷和提升湿度稳定性的协同优化作用展开一系列研究:（1）我们结合硫醇路易斯碱的性质和烷基链优异疏水性的特性,引入了表面疏水改性剂—十二硫醇（DDT）来修复钙钛矿晶体缺陷并提高钙钛矿薄膜的耐湿性。硫醇官能团能通过路易斯酸碱反应钝化未配位的Pb2+缺陷并且修补卤素阴离子空位。同时,DDT中具有优异疏水性的烷基链覆盖在钙钛矿薄膜表面,如同一层“雨衣”给钙钛矿带来湿度侵蚀保护。通过一系列研究测试,证实了 DDT中硫醇基团对缺陷的修复性能,从而降低了陷阱密度,抑制了缺陷诱导的载流子非辐射复合,提高了载流子传输和提取性能。此外,得益于DDT中十二烷基链优异的疏水性,器件在高湿度环境下的工作稳定性得到了显著的提升。最终,经过DDT处理的PSCs获得了高达20.89%的PCE以及优异的湿度稳定性。（2）烷基长链化合物虽然能有效的同时钝化缺陷和提升湿度稳定性,但是由于烷基长链的绝缘性,可能会对载流子的传输与收集起到一定的阻碍作用。为了探究含有多种功能性官能团的钝化剂对钙钛矿的多重影响,为此我们选用了一系列溴化季铵盐离子液体,系统的研究了不同官能团同时作用于钝化缺陷和湿度侵蚀保的机理。实验结果表明,溴化季铵盐离子液体分子结构中的溴阴离子可以填补碘空位,修补具有卤素阴离子空位缺陷的PbI6八面体。季铵盐在三维（3D）钙钛矿上形成二维（2D）钙钛矿钝化层,烷基链均匀覆盖在2D/3D混合钙钛矿上带来额外的疏水性,并且这些改善机制能起到协同工作。研究发现十二烷基和十六烷基对电流密度都产生负面影响,说明疏水性烷基链阻碍了载流子的传输。但是将季铵盐中N+周围的一个甲基替换为苯基后,苯基能与空穴传输层中的苯环形成π-π堆叠,促进载流子的提取,从而减弱了绝缘性烷基链带来的载流子传输负面影响,最终获得了具有22.08%的光电转换效率且湿度稳定性优异的PSCs器件。（3）由于表面后处理主要作用于调控钙钛矿薄膜与载流子传输层之间的界面工程,为了探索长烷基链化合物对整个钙钛矿结构的调控作用,我们在反溶剂中引入了十二胺（DDA）作为掺杂剂,研究了长烷基链化合物对钙钛矿生长结晶过程的调节作用。在钙钛矿的生长过程中,DDA分子链尾的-NH2官能团锚定在钙钛矿晶核上,钝化了 A位的缺陷;另一方面,烷基链则像“尾巴”附着于钙钛矿晶核上,由于相邻烷基链之间的强范德华相互作用,迫使钙钛矿晶体更紧密的接触。根据“奥斯瓦尔德熟化”理论,取向性良好的晶粒生长会消耗相邻随机取向生长的晶粒,因此烷基链可以有效协助钙钛矿晶粒往同方向生长,最终大幅提高了钙钛矿薄膜的结晶性,并因此获得了 21.67%的高效率以及优异的湿度稳定性。本项工作选取适当的长烷基链化合物加入到反溶剂中,从而实现了对整个钙钛矿薄膜结构的调节,使得处理后的薄膜结晶性大大提高,也说明了长烷基链化合物不仅对钙钛矿薄膜表面缺陷钝化有重要作用,长烷基链化合物对钙钛矿薄膜的结晶机理同样有有利影响。以上研究工作实现了缺陷钝化与湿度侵蚀保护的协同作用,最终得到超过22%的PCE且在高湿度环境下具有优异稳定性的钙钛矿太阳电池。同时我们研究了各功能性基团对钙钛矿形貌、结晶、光电性质和光伏性能的影响。我们仍需进一步筛选合适的带有特殊官能团的长烷基链化合物,对钙钛矿薄膜的载流子传输的提升和器件稳定性进行多机制协同工作系统研究,以形成可供参考的数据库。