易制备、成本低、光伏转换效率日益接近硅太阳能电池的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池成为当前广受关注的第三代太阳能电池的代表。通过研究进一步提高该类电池的稳定性以及光伏转换效率是实现其大规模应用的必由之路。当前大尺寸单晶钙钛矿材料的成功制备已有报道,与多晶钙钛矿薄膜相比,单晶材料具有极低的缺陷密度、极少的界面缺陷和较高的迁移率。将该类材料引入钙钛矿电池,势必会使该类电池拥有更加突出的光电转换效率及稳定性。本文从此角度出发,利用软件仿真方法详细研究了单晶钙钛矿材料的高迁移率对太阳能电池性能的影响,寻找到了最佳的电荷传输层以及钙钛矿吸收层的参数配比,进一步提升了该类电池的光电转换效率。首先,本文对当前的太阳能电池发展现状、钙钛矿材料和单晶材料研究的实验进展以及钙钛矿太阳能电池的研究动态等方面进行了综述,并介绍了钙钛矿太阳能电池的结构组成、性能表征方法以及工作原理等基本内容。然后,利用一维太阳能电池仿真软件,以单晶锡基太阳能电池为研究对象,详细研究了电荷传输层以及钙钛矿吸收层的迁移率对钙钛矿太阳能电池的性能影响,重点探讨了如何充分利用单晶钙钛矿材料的高迁移率来提高电池的光伏性能,同时得到了最优的光吸收层迁移率12 cm~2/V?s和厚度1200 nm等,进一步提高钙钛矿太阳能电池光电转换效率至27.39%。最后,以PIN型全钙钛矿单晶铅基钙钛矿太阳能电池为研究对象,利用软件仿真手段,对电池的光吸收层和电荷传输层的层厚、掺杂浓度与载流子迁移率在提升电池的光伏性能过程中的优化匹配,以及对电池产生的性能影响进行了研究,进一步提高其短路电流至33.888 mA/cm~2,使钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到28.101%。