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钙钛矿太阳能电池（PSCs）自2009年被报道以来,在近十几年间经历了迅猛的发展,实验室报道的单结电池的能量转换效率（PCE）由最初的3.9%发展到如今经过认证的25.7%。其中,反式钙钛矿太阳能电池由于其能量转换效率高、可忽略的滞后效应和制备成本低等优势获得了广泛的关注。然而,反式钙钛矿太阳能电池器件中不同界面间的电荷传输势垒和晶界处的缺陷等仍然是阻碍其性能提升的主要因素。目前提高器件性能的主要策略有组分工程、界面工程和添加剂工程等。通过这些策略能够提升光活性层的光吸收、解决不同界面之间的能级匹配问题或者钝化钙钛矿薄膜在溶液加工过程中由于晶体快速生长而产生的各类缺陷。在PSCs中引入富勒烯材料已被证实是一种非常有效的手段来解决上述问题。富勒烯是优良的电子受体,具有优异的电子传输性能,并且易于通过化学功能化引入功能性基团实现对其溶解性、能级和带隙等进行调控,因此富勒烯及其衍生物已被广泛应用于钙钛矿太阳能电池的界面材料或添加剂材料。虽然已有一些富勒烯衍生物被应用于钝化钙钛矿太阳能电池中的缺陷,但通常富勒烯衍生物只通过单一位点与钙钛矿作用,使其缺陷钝化效果受限。此外,界面处电荷传输势垒的存在也不利于器件性能的提升。因此,通过优化设计方案开发新型富勒烯衍生物实现更佳的钙钛矿缺陷钝化或界面电荷传输效果具有重要的研究意义和应用价值。本论文主要集中于设计合成新型多功能富勒烯衍生物材料,改善界面接触或通过多位点作用实现钝化钙钛矿太阳能电池中的缺陷,提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性,主要开展了以下三个工作:（1）通过简单的酯化反应,合成了双二甲基胺功能化的新型富勒烯衍生物材料（PCBDMAM）,并将其旋涂在[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）电子传输层上构建双层富勒烯阴极缓冲层（CBL）,制备了基于CH3NH3PbI3活性层的反式钙钛矿太阳能电池器件。引入PCBDMAM界面层后,在金属Ag电极和PCBM之间形成了界面偶极层,有效地降低了金属Ag电极的功函数,促进了电荷传输,减小了界面处的能量损失。相比于基于单层PCBM电子传输层的参比器件（14.21%）,基于PCBM/PCBDMAM双层富勒烯衍生物CBL的器件获得了 18.11%的能量转换效率。同时PCBDMAM优异的疏水性赋予了器件更优异的水氧稳定性。（2）为了实现富勒烯衍生物的多功能性,将具有优异配位作用的Lewis碱功能团（吡啶基团）和具有良好疏水性的氟代烷基同时引入到富勒烯衍生物中,设计合成了吡啶和氟代烷基双功能化的新型富勒烯衍生物（C60-PyF15）,并将其作为添加剂掺杂在钙钛矿的前驱体溶液中,制备了基于CH3NH3PbI3活性层的反式本体异质结型钙钛矿太阳能电池器件。为了阐明该双功能化富勒烯衍生物在提升器件性能和稳定性方面的作用,我们还合成了另一种仅引入单一吡啶基团的富勒烯衍生物（C60-PyH15）作为对比。发现C60-PyF15中的吡啶基团能够通过与钙钛矿中的Pb2+配位钝化钙钛矿薄膜缺陷,同时氟代烷基中的氟原子能够通过氢键作用使CH3NH3PbI3中的甲胺离子（CH3NH3+）有序排列,从而通过双位点作用实现钝化钙钛矿太阳能电池中的缺陷,对钙钛矿薄膜结晶性进行有效调控,并有效抑制CH3NH3+离子迁移。通过富勒烯衍生物提供的双位点钝化作用,基于C60-PyF15添加剂的本体异质结电池器件获得了 20.10%的能量转换效率,该效率在文章发表时与文献中报道的基于富勒烯添加剂反式本体异质结器件的最高效率相当。此外,由于氟代烷基的疏水性,C60-PyF15添加剂的引入显著提升了器件的水氧和热稳定性。（3）考虑到染料基团能够有效调控钙钛矿的结晶并且易于与其它基团进行化学反应等优点,我们通过分子裁剪策略,通过Prato反应合成了绕丹宁（C60-R-S）及双氰基绕丹宁（C60-R-CN）末端功能化的新型富勒烯衍生物,实现了富勒烯优异的电子传输性能和染料基团独特性能的有机结合。我们将这两种添加剂分别通过反溶剂萃取的方法引入CH3NH3PbI3光吸收层中,制备了反式钙钛矿太阳能电池器件。富勒烯衍生物材料在钙钛矿活性层中呈现自上而下的梯度分布,这有效地提升了电子从钙钛矿层向电子传输层的提取与传输能力。同时,由于C60-R-S/C60-R-CN添加剂末端绕丹宁基团与钙钛矿之间产生强的配位作用,显著提高了钙钛矿薄膜的结晶性和晶体质量。相比而言,C60-R-CN中的两个CN展现出比C60-R-S末端硫更强的配位作用。另外,由于双氰基绕丹宁的作用,C60-R-CN材料展现出较高的介电常数,进一步促进了电子在富勒烯-钙钛矿异质结界面处的提取和传输,降低了器件内部的双分子复合速率,使得基于C60-R-CN添加剂的电池器件实现了 20.81%的能量转换效率和接近83%的填充因子,显著优于无添加剂的参比器件（18.43%）和基于C60-R-S添加剂的器件效率（19.45%）。此外,由于掺杂后钙钛矿薄膜晶粒尺寸增大,疏水性增强,基于C60-R-S/C60-R-CN掺杂的器件环境和热稳定性均得到了提升。