有机-无机杂化钙钛矿材料,因其独特的结构、简便的合成工艺及其突出的光电特性成为光伏领域的研究热点,将其作为吸光层材料制备的太阳能电池是近年来发展迅猛的新型光伏器件。本论文以有机-无机杂化钙钛矿材料CH₃NH₃PbI₃为研究对象,围绕CH₃NH₃PbI₃基太阳能电池所面临的关键科学问题开展了相关的研究工作,主要涉及:光吸收层材料合成工艺的优化;空气中Ag⁺掺杂CH₃NH₃PbI₃材料及其太阳能电池的制备和性能研究;基于陷光效应的钙钛矿太阳能电池的设计和制备,并对其机制进行深入研究。具体研究内容如下:（1）选取中等极性的乙酸乙酯代替常用的有毒性的弱极性溶剂氯苯、甲苯等作为反溶剂,加速钙钛矿晶体的成核速率;并引入添加剂甲基氯化胺到前驱体溶液中促使中间产物形成,来改善因结晶过快导致的成膜质量不高的问题,结合退火条件的优化,形成改进的一步反溶剂方法,调控钙钛矿结晶过程而制备出高质量的钙钛矿薄膜。经过该方法退火30 min后可以明显增加CH₃NH₃PbI₃薄膜的晶粒尺寸,降低晶界和晶粒缺陷,增强钙钛矿太阳能电池中载流子的传输和注入特性,光电转换性能大幅度提高。（2）在湿度条件为30%-40%RH的空气中制备了Ag离子掺杂CH₃NH₃PbI₃薄膜及其太阳能电池,得到与干燥环境中制备的钙钛矿器件相近的能量转化效率,从而降低了钙钛矿器件对制备条件的敏感性。我们发现这种掺杂属于p型掺杂,降低了CH₃NH₃PbI₃材料的缺陷态密度,增强了电荷的输运能力,使得器件的光电转化效率达到14.26%,比未掺杂薄膜的光伏器件提高了20.1%。（3）从光学设计的角度出发,利用陷光结构的织构型FTO及嵌入银纳米粒子激发表面等离激元效应,增强钙钛矿太阳能电池的光吸收。基于以上设计的陷光效应平衡了器件中的光子吸收和激子捕获之间的制约关系,促进光生载流子的产生和收集而提高钙钛矿太阳能电池的光电性能。最后,我们得到效率高达15.25%的钙钛矿太阳能电池,比未经陷光设计的电池效率提升28.1%。