近年来,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)因高光电转换效率、低成本和制备工艺简单等优势而备受关注,被认为是新一代具有商业化潜力的光伏能源器件。典型的PSCs的结构是:导电基底、致密层、介孔层、钙钛矿光吸收层、空穴传输层和对电极。其中,对电极作为收集电荷并将其导入到外部电路的“重要工具”,对PSCs的性能有着重要影响,一般采用电学性能优异的金、银等贵金属材料。然而,这类贵金属对电极价格昂贵、制备工艺复杂,且它们与钙钛矿吸光层会发生缓慢反应,不利于PSCs长期稳定性。因此,开发设计低成本且稳定的对电极材料以替代贵金属对电极逐渐吸引大量科研工作者。此外,由于可穿戴式器件是未来发展趋势,可穿戴电源成为可穿戴器件发展的关键因素之一。通过对电极的设计实现PSCs器件的可穿戴是目前的研究热点。因此,本论文主要集中在稳定、低成本、柔性对电极的开发设计和可穿戴电池的构建。该研究不仅有效的扩大了 PSCs的应用范围,也为柔性PSCs的发展开拓了新思路,将促进柔性电子器件的发展。本论文采用静电纺丝技术结合热处理工艺,制备了高柔性的二氧化锆/碳(ZrO2/C)复合纳米纤维膜,将其作为稳定的对电极构建PSCs。首先,系统探究了不同碳化温度处理对ZrO2/C复合纳米纤维膜的形貌和性能的影响。结果表明,随着碳化温度的升高,ZrO2/C复合纳米纤维直径逐渐减小,纳米纤维表面的ZrO2纳米颗粒逐渐增多,当碳化温度达到1400℃时,纳米颗粒完全包覆纳米纤维。并且ZrO2纳米颗粒的晶型在碳化温度升高的同时,逐渐由四方晶相转变为单斜晶相。此外,随着碳化温度的升高,纳米纤维膜的导电性也随之增加,这得益于石墨化程度的增高。另外,组装的PSCs器件的短路电流、开路电压以及光电转换效率随着温度的升高都呈现先增加后减小的趋势,其中以1200℃碳化处理的纳米纤维膜对电极性能最佳,展现出2.13%的光电转换效率。为提高PSCs的性能,优化对电极的电荷传输能力是有效手段之一。因此,采用水热法在ZrO2/C复合纳米纤维表面组装均匀、高导电的银(Ag)纳米颗粒,以获得柔性、高导电的银/二氧化锆/碳(Ag/ZrO2/C)复合纳米纤维膜对电极。系统的研究了 Ag纳米颗粒的负载量对复合纳米纤维膜对电极的表面特性和电学性能的影响规律。结果表明,相比于ZrO2/C复合纳米纤维膜对电极,优化后的Ag/ZrO2/C复合纳米纤维膜对电极的电导率明显提高,从894S/m提升至4862S/m。更重要的是,采用Ag/ZrO2/C复合纳米纤维膜对电极组装的PSCs器件具备更低的电荷复合损失,因此,光电转换效率提升至6.05%。这主要得益于Ag纳米颗粒的引入有效改善了钙钛矿/对电极界面的电荷传输速度,对电极的电荷提取和转移能力得到极大提高。随后,基于上述Ag/ZrO2/C复合纳米纤维膜对电极,初步探索了一种基于织物的可穿戴PSCs的制备策略。即采用涤纶机织平纹布作为织物基底,以沙林膜作为粘合剂,利用热压工艺将Ag/ZrO2/C复合纳米纤维膜基柔性PSCs与织物结合,制备出具有可穿戴功能的PSCs。而后,系统探究热压工艺对PSCs器件内部结构及其光电性能的影响。结果表明,热压温度为110℃、热压时间为10min制备的可穿戴PSCs的钙钛矿吸光层形貌结构变化极小,吸光度也基本不变,因此,器件光电转换效率没有表现出明显的衰减。而在反复弯折20次后,其光电转化效率仅为原光电转换效率的85%。尽管织物型PSCs效率偏低,且弯曲稳定性有待提高,但本研究为可穿戴PSCs的设计提供了新思路和有效的技术支持,具备重要的研究意义。