历经短短十余年的快速研究发展,单结钙钛矿太阳能电池的最高认证效率已达到25.7%,与传统的单晶硅太阳能电池认证效率纪录（26.7%）非常接近。此外,钙钛矿太阳能电池还具有工艺简单、成本低等优势,因而极具产业化潜力。但是,器件稳定性不足等问题极大地限制了其大规模商业化应用。针对上述问题,本论文基于反式钙钛矿太阳能电池（p-i-n）结构体系,采用一系列的界面工程策略,包括稳定Bi基双层金属电极体系、埋底界面缺陷钝化策略、钙钛矿表面缺陷钝化方法,来提高其效率和稳定性以满足商业化应用要求。本论文主要研究内容包括以下几点:（1）针对传统金属电极易渗透被腐蚀的问题,开发了一种具有化学惰性的半金属铋基稳定电极体系,以提高器件的稳定性。铋半填满的6p轨道使其化学性质相对稳定,这种半金属Bi薄膜在常温下（＜150°C）具有独特的抗卤素腐蚀性能,结果表明,Bi薄膜可以与卤化物钙钛矿直接接触而不发生腐蚀。此外,低温蒸镀的半金属Bi薄膜结晶度高,呈二维层状生长,晶界较少且表面形貌致密,在器件中引入半金属Bi界面层,既可以防止外界水分侵入及金属电极的渗透造成钙钛矿活性层的降解,又可以保护金属电极免受钙钛矿活性层中的碘离子腐蚀。同时,低温廉价蒸发的Bi金属薄膜不会增加工艺制备的复杂性以及放大生产时的成本预算。当基于半金属Bi界面层的器件暴露在湿度、热和光照条件下,其稳定性得到了极大的提高。在一定湿度黑暗环境中放置6000小时后,未封装的器件仍保持着其初始效率的88%以上。在氮气气氛下,该器件经过85℃暗态热老化和最大功率点连续光老化500 h后,其原始效率分别保持在95%和97%以上。（2）针对反式钙钛矿太阳能电池非辐射复合造成的电压损失较大的问题,通过在常用高分子空穴传输材料PTAA分子骨架中引入了路易斯碱型吡啶官能团,设计并合成了具有缺陷钝化能力的有机空穴传输材料p-PY。而且,引入的吡啶官能团能够有效地降低p-PY最高占据分子轨道（HOMO）能级,与甲脒铯（FACs）钙钛矿能够形成更好的能级匹配,降低界面能量损失,大幅提高器件开路电压,相应的反式结构FACs钙钛矿太阳能电池实现了22.3%的第三方认证效率。基于p-PY的FACs的器件界面结合力强具有抗高偏压特性,同时其较高的玻璃化转变温度使器件具有良好的长期稳定性,在1个太阳最大功率点（MPP）持续光照老化1000 h后,未封装的器件仍保持其初始效率的97.5%;同时未封装的器件在氮气环境中85℃和120℃分别暗态热老化500 h和200 h后,分别维持其初始效率的94%和81%以上。（3）针对钙钛矿薄膜在热退火过程中缺陷增多的问题,采用PEAI/PEABr混合盐钝化策略进一步提高FACs钙钛矿的器件性能。一方面有效地减少了钙钛矿光吸收层内部的卤素空位缺陷,另一方面能够调控钙钛矿薄膜的表面能级水平,有利于载流子的分离和传输,减少了钙钛矿层与电子传输层（ETL）界面的非辐射复合中心。最终制备的p-i-n器件最高光电转换效率为23.8%,且基于混合胺盐钝化后的钙钛矿表面疏水性明显增强,极大地提高了器件的环境稳定性。因此,混合盐处理的非封装器件在高湿度的黑暗环境下暴露800 h后的器件保持着的95%,同时在1个太阳光氮气气氛下的器件在500 h后保留了97%以上的初始效率。