近年来,钙钛矿太阳能电池以其光电转化效率高,工艺制备简单和成本低等优点而得到广泛的研究。 钙钛矿太阳能电池一般包含电子传输层,钙钛矿吸光层,空穴传输层和电极。电子传输层不仅传输电子也阻挡空穴,而空穴传输层既传输空穴也阻挡电子,所以它们对电子空穴的传输和分离起到非常关键性的作用。高效的钙钛矿电池通常需要理想的电子和空穴传输层。本论文系统的研究了如何制备高效并且结构简单的钙钛矿电池并且还深入的探讨了电池的工作机理,着重研究了不同电子传输层去代替传统的需要高温烧结的Ti02电子传输层。此外,还研究了更加优化的空穴传输层和高效的钙钛矿吸光层。首先,我们运用一步烧结法同时制备出致密的TiO2电子传输层和多孔的Ti02骨架层,从而替代传统的两次高温的烧结工艺。通过一步法烧结的Ti02致密层会更加致密并且与多孔Ti02之间会有更小的界面复合,所以可以提高钙钛矿电池的性能。但是制备过程中电子传输层仍然无法避免的使用了高温烧结。其次,我们成功制备出了新型的无空穴阻挡层的高效平面钙钛矿电池,避免了高温烧结并且进一步简化制备工艺。无空穴阻挡层的钙钛矿电池能实现高的开路电压和效率,主要归因于钙钛矿吸光层中所包含的氯对界面的钝化以及紫外臭氧对衬底的处理。无空穴阻挡层使得电池结构更加简单,也有效的降低了电池的制备成本。更深一步的研究表明,电池界面钝化对钙钛矿电池的重要性,为之后研究更加高效的钙钛矿电池提供了研究基础。为了进一步提升性能,随后我们研究了一种用低温溶液法制备的Sn02纳米晶薄膜作为电子传输层,而代替了传统的需要高温烧结的SnO2。SnO2的优势在于材料本身具有比Ti02高很多的电子迁移率以及更加合适的带隙,并且可以用简单的低温溶液法制备。此外,我们制备的SnO2纳米晶薄膜不仅可以作为电子传输层还可以作为增透层,从而增加了衬底的透光率。所以平面结构的钙钛矿电池采用这种低温溶液法制备的Sn02电子传输层相对使用高温烧结的Ti02具有更高的短路电流密度,开路电压和填充因子,从而取得超过17%的光电转换效率。这种简单低温溶液法制备的Sn02电子传输层将更加有利于实现卷对卷工艺制备低成本的柔性钙钛矿电池。我们还研究了用蒸发法制备的超薄富勒烯电子传输层代替传统高温烧结的Ti02,这种超薄的富勒烯及衍生物不仅可以作为良好的电子传输层同时还可以对钙钛矿起到钝化作用,所以能有效的降低钙钛矿电池的磁滞效应和减小界面复合。同时我们还使用蒸发法制备的富勒烯电子传输层、蒸发法制备的CuPc空穴传输层和共蒸发制备的钙钛矿吸光层,成功通过全蒸发法制备出性能更加稳定的柔性钙钛矿电池。为了结合Sn02和富勒烯两者的优势,我们还研究了用富勒烯钝化的Sn02作为更加理想的电子传输层。SnO2能够充分的阻挡空穴,而富勒烯会更加有利于界面电荷的传输还可以钝化钙钛矿层和电子传输层的界面缺陷,所以基于这种富勒烯钝化的Sn02电子传输层的钙钛矿电池可以取得更好的性能。为了进一步提高钙钛矿电池的性能,我们还制备了更高质量的钙钛矿吸光层,在钙钛矿的前驱体中加入Pb(SCN)2添加剂。前驱体中少量的Pb(SCN)2可以使得钙钛矿的晶粒明显变大和增强膜的结晶质量。并且还导致了晶界处有过量的PbI2,从而钝化钙钛矿的晶界和减小晶界处的暗电流。 所以Pb(SCN)2添加剂会使得钙钛矿电池有更低的磁滞效应和更好的性能。最后,我们联合富勒烯钝化的Sn02电子传输层和具有Pb(SCN)2添加剂的钙钛矿吸光层,使得平面钙钛矿电池取得了19.45%的最佳反扫效率。