有机-无机杂化钙钛矿薄膜凭借其杰出的光电性能和低廉的制备成本,受到人们的广泛研究和关注。作为钙钛矿太阳电池器件的核心吸光材料,钙钛矿薄膜的质量对器件性能有重要影响。钙钛矿薄膜在沉积过程中呈现出许多问题(例如:薄膜不连续、内部存在针孔及缺陷态;晶体杂乱生长、结晶性较差等),导致钙钛矿层吸光性能下降;自由载流子在薄膜内部复合现象加剧;电池器件电流及效率降低等。因此,优化钙钛矿薄膜沉积工艺、调控晶体结晶-生长速率、降低载流子内部缺陷态复合,对提高钙钛矿器件性能至关重要。本文主要采用气相法制备钙钛矿薄膜,对钙钛矿晶体成核-生长过程及制备工艺进行一系列探究,具体如下:(1)采用DMSO气体短时间修饰PbI2薄膜表面,并结合气相辅助法制备高质量钙钛矿薄膜。DMSO气体优化时间缩短到几秒的时间,仅在PbI2薄膜表层形成中间相。有效地降低了 PbI2-CH3NH3I(MAI)原位反应诱导期阻力,促进薄膜重组-自修复过程,并制备出高质量钙钛矿薄膜。随DMSO气体处理时间的增加,PbI2表层经历了枝化、粒化和重组过程。当DMSO优化时间为10s时,电池器件光电转换效率最佳(18.43%),并且器件J-V曲线几乎没有迟滞现象。(2)受到气体修饰方法启发,我们采用C60作为PbI2薄膜原位成核位点,并结合气相辅助法制备高质量钙钛矿薄膜,C60的引入可以优化PbI2和钙钛矿薄膜形貌。C60作为异质成核位点有效地降低了 PbI2成核自由能,制备较小晶粒尺寸的PbI2薄膜,进而促进PbI2薄膜与MAI气体之间扩散反应。此外C60具有较高的电导率和电子迁移率,可以提高钙钛矿薄膜层内载流子迁移速率、减少载流子复合。采用C60修饰的钙钛矿薄膜具有较大的晶粒尺寸和较少的晶体缺陷,器件效率最佳为18.33%且器件稳定性较好。(3)我们将气相法与喷涂法相结合,旨在克服薄膜大面积生产的难题。首先对一步喷涂法制备钙钛矿薄膜的工艺及机理进行探究,并将喷涂过程分为三个阶段,分别是雾化阶段、液滴飞行阶段和薄膜沉积阶段。每个阶段均从喷涂机理和工艺参数两方面进行详细的讨论。溶剂挥发速率与结晶速率的平衡是提高薄膜质量的重要因素。经过对三个阶段的探究,我们制备出可媲美旋涂法的钙钛矿薄膜,且平板结构器件效率达到15.33%。在一步喷涂法基础上进行改进,采用气相辅助喷涂法(即首先喷涂PbI2薄膜,之后使其与MAI气体进行原位反应),降低喷涂过程中“咖啡环”现象,制备致密均匀的钙钛矿薄膜。通过各种方式优化PbI2前驱液的润湿性、粘度和接触性能,进而抑制液滴内毛细管力并消除接触角钉扎线,抑制“咖啡环”现象。喷涂的PbI2薄膜表面比较致密,不利于MAI气体进入其内部。采用DMSO-DMF混合溶剂,不仅可以优化PbI2薄膜表面,还可以进一步降低“咖啡环”效应。通过上述优化过程制备出高质量钙钛矿薄膜,“咖啡环”现象得到有效抑制,且平板结构电池效率达到17.65%。我们采用气相法对钙钛矿晶体-成核生长过程及制备工艺进行探究。对PbI2前驱体薄膜进行优化,降低其与MAI气体反应诱导期阻力,制备高质量钙钛矿薄膜;探究钙钛矿薄膜大面积制备工艺,首先对一步喷涂法机理及工艺参数进行深入探究,制备出较为均匀的钙钛矿薄膜。为降低喷涂过程中“咖啡环”现象,采用气相辅助喷涂法制备钙钛矿薄膜,并取得良好的效果。