当前,有机-无机卤化铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）已显示出巨大的进步。PSCs具有光电转化效率（PCE）高,成本低,制作工艺简单的优点。简单平面结构的PSCs已成为一种未来最具竞争力的下一代光伏器件。载流子传输层（CTL）包括了电子传输层（ETL）和空穴传输层（HTL）,其对于PSCs至关重要。在常规的正置结构PSCs中,HTL可以协助空穴提取,防止水和氧对于钙钛矿层的破坏,ETL可以有效传输电子,其良好的透光度有利于钙钛矿对光的吸收,在制备过程中,其亲水的表面可以使钙钛矿前体液更好的铺开。因此,构建良好的CTL有望有效地提升PSCs的光电转化效率（PCE）。Spiro-OMeTAD是一种常见的空穴传输材料（HTM）,但是这种材料在使用时需要掺杂多种氧化剂,且疏水性不好。本人开发了一种二维（2D）的六边形片状结构的铅（Pb）基金属有机骨架（Pb-MOF）,通过实验和模型分析,证明了该Pb-MOF与有机Spiro-OMeTAD层复合时,能够进行定向多维环绕的生长,从而形成多维微纳框架（SP-MOF）。与Spiro-OMeTAD HTL层相比,具有多维微纳框架的SP-MOF复合层具有更平滑的表面,更高的疏水性,并且能级与器件结构也更加匹配。当SP-MOF多维微纳框架用作PSCs的HTL时,该电池有着更高的PCE和更好的稳定性。基于SP-MOF的电池的平均PCE为13.17%,比基于Spiro-OMeTAD HTL的电池,提高了25%,即使在相对湿度为30%的环境中放置9天后,电池也可以保持初始PCE的54%。相比之下,基于纯Spiro-OMeTAD的电池,其PCE仅在7天后就下降到初始值的28%。因此,这种复合的Spiro-OMeTAD作为HTL,可有效应用于平面正置PSCs中。TiO₂和SnO₂都是常见的电子传输材料（ETM）,但TiO₂的透光度和其电子迁移率在PCE中并不理想。此外,在制备过程中,SnO₂的亲水性较差,不利于钙钛矿前体液的铺开。本人开发了一种简单的实验方法,将TiO₂,SnO₂和Ti₃C₂T_X MXene组成一种多维异质结导电网（MDCN）。通过在空气和氮气（N₂）气氛中连续低温退火,将2D的导电的Ti₃C₂T_X片周围的零维（0D）的锐钛矿-TiO₂量子点（QDs）原位生长在3D的SnO₂纳米颗粒上,基于氧空位争夺效应,从而构建了多维微纳TiO₂/SnO₂异质结及MDCN。通过优化MXene含量,从而提升钙钛矿层的结晶度,电子转移速率,内部界面,以及光学特性,提升了器件中电子的有效和快速转移。PSCs的最高PCE达到19.14%,而SnO₂对比样品仅为16.83%。此外,基于MDCN的PSCs,其可以在30%至40%湿度的空气中放置超过45天,仍保持其最初性能的85%,相比而言,SnO₂对比样品的PCE下降到低于其初始性能的75%。此外,基于MDCN ETL的PSCs的迟滞特性几乎可忽视,其具有良好的重复性和可靠性,这些能为PSCs的研究及商业化提供新思路。