钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）由于其能量转换效率（Power Conversion Efficiency,PCE）在短短几年内从3.8%迅速提高到最高值超过22%,引起了极大的关注。有机-无机铅卤化物钙钛矿因具有高消光系数,宽光吸收范围,低激子结合能,长载流子寿命和扩散长度等优异性能,逐步成为第三代太阳能电池的优良材料。对于钙钛矿太阳能电池而言,如何在降低制造成本的同时提高能量转换效率是其发展中的关键问题,并且由于钙钛矿制备方法的不断发展、钙钛矿薄膜生长工艺的逐步完善,若要进一步提高钙钛矿电池的效能,必须对器件中各层载流子的动力学过程进行严格而精准的控制。本论文从两个不同思路展开,传统的制备TiO₂致密层往往采用高温烧结的方式实现,本实验采用四氟硼酸亚硝鎓（NOBF₄）与TiO₂中含有的油酸（OA）、油胺（OAm）绝缘配体进行配体交换,实现低温制备钙钛矿太阳能电池的过程,在一定程度上降低了电池制备的成本。并在低温的基础上,对钙钛矿电池层与层之间的界面进行修饰,进一步提高钙钛矿电池的效率。具体的研究内容如下:（1）基于实验室制备TiO₂的成熟方案,是TiO₂与油酸、油胺长烃分子配位,以使其更好地分散于非极性疏水溶剂中,但这类绝缘配体的存在限制了TiO₂电子传输层的低温制备。本实验采用NOBF₄与TiO₂溶液中的油酸油胺配体进行一个简单的配体交换,发现NOBF₄可以完全剥离Ti O₂表面的绝缘配体。相比于传统的500℃高温烧结,配体交换后的TiO₂仅在150℃的处理下即可获得高质量的电子传输层薄膜。在最优浓度下制备的TiO₂薄膜组装成平面结构FTO/TiO₂/Perovskite/Spiro-OMeTAD/Au的钙钛矿太阳能电池,使得电池器件的平均效率达到了17.28±0.73%,最佳效率为18.51%。与低温制备的还未进行配体交换的TiO₂制备的电池器件相比,避免了高温煅烧的过程,并且展现出了更佳的光电性能。（2）在钙钛矿太阳能电池中,层与层之间及钙钛矿晶粒与晶粒之间接触的界面对电池的性能有着重大影响,而界面修饰是目前已被证明能有效提高电池效能的手段之一。我们在低温的基础上,采用配体交换后的NiO对TiO₂电子传输薄层进行修饰,制备了平面结构为FTO/NiO@TiO₂/Perovskite/Spiro-OMeTAD/Au的钙钛矿太阳能电池。研究了NiO的存在对钙钛矿结晶性的影响,进而对钙钛矿电池光电性能的影响。实验发现,在最优浓度为1 mg·ml^-1的NiO薄层能促进钙钛矿结晶,降低了载流子复合,从而使电流密度有适当的提升,制备成电池组件后的平均效率达到了18.22±0.55%,最佳的效率提升至19.42%。（3）除了TiO₂/钙钛矿之间的界面,钙钛矿/Spiro-OMeTAD之间的界面也影响着电池的性能。有研究指出,掺杂后的Spiro-OMeTAD会与钙钛矿中游离的I离子反应,导致空穴传输能力的降低。我们采用NiO溶液涂覆于钙钛矿层之上,通过引入一层修饰层,避免了钙钛矿层与Spiro-OMeTAD的直接接触,制备出平面结构为FTO/TiO₂/Perovskite/NiO/Spiro-OMeTAD/Au的钙钛矿太阳能电池。通过实验研究发现,在钙钛矿之上的NiO薄层,能够促进钙钛矿层和空穴传输层的界面接触,降低了界面处的电压损失。最终使得制备的钙钛矿太阳能电池器件的平均效率达到18.43±0.57%,最佳效率高达19.72%,获得了1.16 V的高电压。