可持续和环保的光伏技术为满足全球日益增长的能源需求提供了巨大的机遇。近年来,有机-无机卤化钙钛矿太阳能电池由于其直接的带隙、广泛的光吸收、较低的激子结合能、较长的载流子寿命以及低成本和易于制备等特点,受到了科研工作者们极大的关注。经过十余年的研究,钙钛矿太阳能电池的发展也达到了一个里程碑,包括功率转换效率的突破、器件稳定性问题的改进、大面积模块化的制备、柔性可穿戴和半透明电池的多样化应用等。其中钙钛矿太阳能电池的功率转换效率更是有着巨大的突破,在过去的十年中已从3.8%急剧上升到25.2%,已经能够与商业标准的硅基电池相媲美。然而,钙钛矿太阳能电池的制备成本和稳定性仍是制约其进一步发展和应用的瓶颈。在获得更高功率转换效率的前提下,如何降低器件的制备成本以及提高器件在各种环境下的稳定性成为该领域的热点问题。作为钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,空穴传输层在优化功率转换效率和器件的长期稳定性方面起着至关重要的作用。目前高效的钙钛矿太阳能电池基本都是以掺杂处理的有机Spiro-OMe TAD作为空穴传输材料,这给电池的成本控制以及器件性能长期的稳定带来了不利影响。因此,寻找一种低成本、高效、稳定的空穴输运材料应用于钙钛矿太阳能电池中仍是该领域的研究热点之一。基于此,我们开发出一种(Cu2SnS3)x(ZnS)1-x量子点用作钙钛矿太阳能电池中的新型空穴传输材料,并围绕(Cu2SnS3)x(ZnS)1-x量子点展开了以下两部分的研究工作:第一部分:首先,我们通过简易的热注入法制备得出低成本、高产量且形貌均匀的Cu2SnS3量子点,并将其作为空穴传输材料应用于结构为ITO/Sn O2/(FAPb I3)1-x(MAPbBr3)x/Cu2SnS3/Au的钙钛矿太阳能电池器件中。通过优化Cu2SnS3量子点旋涂过程中的前驱体溶液浓度、旋涂转速以及退火温度等条件,我们制备出了最高功率转换效率为16.40%的钙钛矿太阳能电池器件。进一步通过表征分析对比了Cu2SnS3量子点和Spiro-OMe TAD两者的空穴抽取能力、在相同结构器件中的载流子传输、复合过程以及器件的稳定性问题。发现Cu2SnS3量子点空穴传输层有着比Spiro-OMe TAD空穴传输层更好的空穴提取能力以及湿度稳定性。研究结果表明Cu2SnS3量子点作为一种低廉、高效、稳定的空穴传输层可以有效的降低器件的成本,并对钙钛矿层的降解提供有效的保护。第二部分:在上述工作基础上,我们使用带隙比较大的ZnS与Cu2SnS3量子点进行合金,以调节Cu2SnS3量子点的带隙。为了了解不同合金配比对钙钛矿太阳能电池性能的影响,我们合成了不同配比的(Cu2SnS3)x(ZnS)1-x量子点,并将其作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料。并得出以下结论:随着ZnS的加入,钙钛矿太阳能电池的功率转换效率先升高后降低,当Cu2SnS3与ZnS的比例为7:3时,得到了最优的功率转换效率。且与基于Cu2SnS3器件的光伏参数相比(填充因子:0.71,开路电压:0.96 V,功率转换效率16.4%),引入ZnS后的基于(Cu2SnS3)0.7(ZnS)0.3空穴传输层的钙钛矿太阳能电池显示出相对更高的填充因子(0.74)和开路电压(1.02 V),进而获得了更高的功率转换效率(17.44%)。经过进一步的表征分析表明,器件填充因子和开路电压的提升,主要归因于以下因素:首先,(Cu2SnS3)x(ZnS)1-x量子点本身具有更高的电导率和空穴提取能力,从而能将钙钛矿吸收层的光生空穴快速提取并传输,以此得到更高的开路电压和填充因子。此外,基于(Cu2SnS3)0.7(ZnS)0.3量子点的器件界面处更大的电荷复合电阻和更小的空穴输运电阻也有助于空穴在界面处的传输,从而提升器件的开路电压和填充因子。