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钙钛矿光伏材料因其优异的光电性能,近十几年来在光伏领域取得了突飞猛进的发展。钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光电转换效率（PCE）已经达到了25.7%,接近单结晶硅太阳能电池的最高效率（26.7%）;此外,钙钛矿/硅叠层太阳能电池（TSCs）的光电转换效率也达到了31.25%,超过了单结晶硅太阳能电池的理论极限效率（29.4%）。制备工艺简单和成本低廉的高效钙钛矿/硅叠层太阳能电池技术是目前最具商业应用前景的光伏技术之一。在商业化应用中,高效光伏器件的稳定性和重现性是目前钙钛矿太阳能电池及钙钛矿/硅叠层太阳能电池技术面临的主要挑战。钙钛矿层及其相关界面是缺陷存在的主要位置,这些缺陷的存在会导致严重的电荷复合和材料降解,严重影响器件的稳定性;其次,钙钛矿及其相关界面的电荷萃取和传输能力也与界面处的能级排列和电荷传输层的导电能力相关;同时,界面处的不良反应也是影响钙钛矿层稳定性的重要因素之一。在此背景下,本文通过添加剂工程和界面工程等技术手段,研究并优化了钙钛矿层以及钙钛矿/电荷传输层界面性能,深入探究了添加剂在钙钛矿薄膜结晶生长过程和有机分子在界面修饰过程中的反应机制与作用原理,并以此为基础制备了高效稳定的单结钙钛矿太阳能电池和钙钛矿/硅叠层太阳能电池。主要研究内容如下:1、通过在SnO2/钙钛矿界面引入（2-羟乙基）胺氢碘化物（EOAI）来调节界面性质。EOAI通过-OH基团锚定在SnO2表面,同时EOAI中的-NH3+正离子和I-负离子基团可以有效钝化钙钛矿薄膜界面处的缺陷。并且,经EOAI修饰的电子传输层（ETL）具有更小的功函数（WF）和导带(ECB),这有助于高效的电荷传输和收集。此外,EOAI还有助于提高钙钛矿薄膜的结晶度。最终,基于EOAI-SnO2电子传输层的PSC获得了22.61%的冠军效率,并且具有较高的环境稳定性。同时,基于1.68 e V带隙的钙钛矿太阳能电池也实现了接近20%的效率,其相关的半透明器件的效率也达到了17%以上。2、通过在SnO2前驱体溶液中引入EDTA-2M分子（M代表K,Rb或Cs）来稳定SnO2水溶液胶体,并改善SnO2薄膜的电学和表面性能。在EDTA-2M分子的作用下,SnO2基钙钛矿薄膜的电子迁移率得到提高;此外,EDTA-2M分子还能够有效钝化SnO2/钙钛矿界面处的缺陷和提高钙钛矿薄膜的质量,这些提升能够有效抑制载流子的复合,减小开路电压(VOC)的损失。最终,基于E-SnO2-2Rb电子传输层的钙钛矿层带隙为1.57e V的太阳能电池器件的最优效率达到了23.30%(VOC为1.171V)),并且迟滞可忽略不计,未封装的E-SnO2-2Rb基PSCs在空气中老化1200小时后,初始效率仅下降5%。同时,基于E-SnO2-2Rb的四端（4T）钙钛矿/硅叠层太阳能电池器件也获得了26.60%的效率。3、通过在钙钛矿前驱体溶液中引入含F类卤素添加剂（PF6-）改善钙钛矿薄膜性能。含F类卤素添加剂的引入使得钙钛矿薄膜具有较大的晶粒尺寸和较高的晶体质量,并且具有较低的缺陷态密度;同时,含F类卤素阴离子通过部分取代I-/Br-卤素离子诱导钙钛矿晶格膨胀,从而释放钙钛矿薄膜中的应力畸变,这有效的抑制了载流子的复合、降低了电荷转移的损失和抑制了相分离的产生。最终,基于1.67e V带隙的倒置钙钛矿太阳能电池器件获得了超过20%的效率,并且具有令人印象深刻的84.02%的填充因子（FF）和出色的器件稳定性。同时,基于改进的钙钛矿薄膜的4T钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率也达到了27.35%。4、通过在Ni Ox/钙钛矿界面引入具有多功能基团的4-（Di-p-tolylamino）benzaldehyde（BZD）有机分子作为界面修饰层,实现了对Ni Ox与钙钛矿层的双重钝化。BZD的引入有效的改善了Ni Ox与钙钛矿层之间的界面接触和优化了界面处的能级排列,这增强了Ni Ox与钙钛矿层的界面互联。同时,BZD的存在还可以有效的抑制Ni Ox与钙钛矿层之间的不良反应。最终,基于BZD修饰的MAPb I3基倒置钙钛矿太阳能电池器件的最优效率达到了20.90%,远高于基础器件18.40%的效率;同时,器件在大气环境下（RH小于30%,RT）放置30天后,仍可维持80%以上的初始效率。此外,基于Ni Ox基的两端（2T）钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率也达到了25.48%。