有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSC）作为一类颇具潜力的新一代薄膜光伏电池受到大家的普遍关注和研究,并在近十年内取得的迅速的发展。由于优良的光电性能、简易的制造工艺和低廉的商业化价格,钙钛矿太阳能电池已成为传统太阳能电池最有希望的替代者之一。迄今为止,钙钛矿太阳能电池经过权威机构认证的最高光电转化率已经达到了 25.5%,这一效率已经十分接近传统硅太阳能电池所达到的最高纪录。然而,诸如稳定性和大面积制备等问题依然限制着钙钛矿太阳能电池最终走向产业化的进程。本论文通过寻求和优化新材料及界面工程手段提升钙钛矿太阳能电池的光伏效率和工作稳定性,以此获得高效能且稳定的钙钛矿太阳能电池制备技术。本论文主要内容如下:一、介绍了光伏领域的发展历史以及钙钛矿太阳能电池的发现和演化过程。此外还总结了钙钛矿太阳能电池在各方面的优势,并且归纳了其发展至今依然面临的主要问题以及大家采用的解决方案。在此基础上介绍了本论文研究的主要的研究目的和意义。二、钙钛矿太阳能电池因其出色的光伏性能和较低的成本受到普遍的关注和研究并得到了迅速的发展。但是长期稳定性和回滞等问题仍然限制着钙钛矿太阳能电池最终向产业化的发展。迄今为止,钙钛矿太阳能电池中采用的电子传输材料种类较有限。虽然存在电子迁移率低、器件紫外稳定性差等问题,TiO2仍然是目前最为普遍采用的电子传输材料。立方相的偏钛酸锌（ZnTiO3）作为一种稳定的N-型半导体,因其具有合适的导带能级、远高于TiO2的电子迁移率以及惰性的紫外光催化能力,是一种潜在的电子传输材料替代品。我们将立方相的偏钛酸锌作为一种新型的电子传输材料应用于钙钛矿太阳能电池,通过界面工程方法进一步提升了器件的效率和稳定性。通过石墨烯保护器件,制备的钛酸锌基钙钛矿太阳能电池的稳定性较经典的TiO2基钙钛矿光伏器件有了大幅度的提升。另外,与TiO2相比基于钛酸锌的钙钛矿太阳能电池的紫外稳定性也大幅提升。三、要系统性解决钙钛矿太阳能电池的稳定性问题,基于电池结构的金属电极扩散问题和离子迁移问题必须要加以控制,以此来提高电池长期运行的稳定性。本章节采用表面硫化的立方ZnTiO3（ZTO-ZnS）作为电子传输层,制备了高效的PSC。硫化层（ZnS）的引入不仅阻断了界面的离子迁移,同时改善了钙钛矿和电子传输层界面上的电子转移,从而提高了 PSC的稳定性和效率。另外通过引入在无机CuI空穴传输材料和碳电极技术,进一步消除了空穴传输层的离子迁移问题和金属电极的金属扩散,电池的稳定性得到了大幅提升。本工作通过对相关的电池进行了剖析和研究后揭示了器件稳定性提升的原因。此外,我们采用ZTO-ZnS电子传输层制备了活性面积为8.0 cm2大面积模组PSC器件,得到了 15.9%的光电转化效率。四、作为最常见的电子传输层材料,TiO2具有合适的禁带宽度和高透明性。但是为了得到高质量的TiO2薄膜,往往需要高温处理以保证其晶态为锐钛型。而煅烧工艺的采用则极大的限制了其在柔性器件或者叠层电池等需要温和制备工艺的重要领域的应用。本工作采用凝胶法合成了TiO2纳米颗粒凝胶,在低温条件下制备了电子传输材料,然后在其表面引入由染料配体保护的钛氧团簇CTOC-3-BPTI中间层,中间层的引入提升了器件的光电转化效率。我们也分析了CTOC-3-BPTI中间层引入后对PSC光电转化能力提升的原因。