近年来,虽然人们经济生活水平质量逐渐提高,但是越来越严峻的能源消耗成为迫在眉睫的待解决难题,各国政府机关对清洁和可再生能源的利用和重视度越来越高。太阳能具有清洁无污染、低消耗的优点,备受各国能源机构的青睐。如何尽可能的充分利用太阳能,有利于减缓环境污染,提高人们的生活幸福感。虽然无机硅太阳能电池已经在市场上被开放应用,但是高的制作成本和不够高的转换效率成为限制其进一步发展的重要因素。近几年,以有机无机杂化钙钛矿材料为基础的新一代太阳能电池的发展尤为迅猛,凭借其简单灵活的制备过程,可柔性制备,成本低等优异性能,被评为2013年十大科技进展之一的新能源技术。本文的研究对象主要是有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光吸收层,通过对钙钛矿光吸收层的成膜过程实施独特的化学材料和物理处理,分别探讨了影响钙钛矿晶体的形貌,排列方式,介电性质,以及器件的光电性质的主要因素。首先,以掺杂了P型有机半导体材料PCDTBT的钙钛矿薄膜为光吸收层为基础,讨论了掺杂前后的薄膜和器件性能的光电性质变化。结果表明,PCDBTB可以与钙钛矿晶体之间有相互的交联作用,明显地提高了薄膜的晶粒大小,可以有效地促进载流子的转移和收集。通过对掺杂浓度的调控发现,当掺杂的PCDTBT过量的时候,虽然钙钛矿的晶粒仍然在变大,晶粒孔洞也会逐渐增大,这不利于提高器件的光伏特性。经过不同的参数调控,我们发现最佳掺杂浓度为0.3 mg/mL,基于此最佳掺杂浓度的器件光伏效率能达到15.76%,相比于未经任何处理的参考器件提高了16%。基于0.3 mg/mL的最优掺杂浓度,通过对薄膜和器件光电性能的一系列对比,表征和分析,对优化后的机理进行了解释。本文还通过在光吸收层的退火过程施加垂直的外加电场,研究了外加电场对晶体排列方向,离子迁移和介电性质的影响。基于正置和反置结构的钙钛矿太阳能电池光伏性能的分析和探究,我们对不同大小和方向的外加电场的影响规律进行了总结。结果表明,与基底方向垂直的外加电场可以在钙钛矿晶体过程中辅助其有序地垂直生长,另外,与内建电场方向一致的外加电场可以有效的促进激子解离,运输和收集。器件光伏参数,包括开路电压V_OC,短路电流J_SC,填充因子FF等都可以有效被外加电场调节,优化后的光电转换效率PCE在正置器件中可高达19.18%。同时,外加电场的施加会不可避免的引起离子迁移,通过离子迁移和介电特性的分析和概括,对器件不同寻常的迟滞现象进行了合理的解释。本文以钙钛矿晶体的化学结构特性和太阳能电池的作用原理为基础,着重研究了不同的制备过程对钙钛矿光吸收层和器件光伏性能的影响,通过工艺改进和组分调控来提高器件的光伏性能。通过对薄膜和器件的光学、电学、化学等性能的系统表征和分析,解释钙钛矿太阳能电池的主要机理。作者希望此论文中关于钙钛矿太阳能电池中的一些发现和解释,可以供其他研究者作为一些解决其他关键问题的参考。