工业革命以来,煤炭、石油等化石燃料的使用急剧增加,其所带来的的环境问题也越来越严重。面对如此严峻的环境污染问题,新能源的开发也成为人类面临的巨大挑战。太阳能作为随处可见的清洁能源,取之不尽用之不,也就成为了世界各国争相研发的对象。目前第三代的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经从2009年的3.8%达到了25.5%。虽然有机-无机杂化卤素钙钛矿太阳能电池的效率已经能达到与单晶硅太阳能电池相比拟,但是,这类钙钛矿电池的稳定性问题仍然制约着其商业化的实际发展。于是,为了提高钙钛矿太阳能电池的稳定性,稳定性较好的全无机钙钛矿太阳能电池就成为了研究的热门方向。其中,CsPbIBr2全无机钙钛矿太阳能电池拥有优良的环境稳定性和较好的光吸收能力。但是,CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池虽然稳定性优异,但其光电转换效率相较于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池仍有较大差距。因此,保持并优化CsPbIBr2太阳能电池原有的稳定性的同时提升光电转换效率是研究的重点。在本文工作中,通过离子功能型掺杂,实现了高效率的CsPbIBr2太阳能电池器件的制备,而且进一步的提升了电池的稳定性。主要研究内容如下:一、CsPbIBr2全无机钙钛矿太阳能电池由于开压损失较大,体内复合严重,带隙较宽等因此严重影响其光电转换效率。通过使用对CsPbIBr2的Pb2+进行功能性的掺杂,使得钙钛矿晶粒尺寸变大,晶界和缺陷减少。同时Zn2+功能性的掺杂也导致钙钛矿整体能级向上移动,能带排列更加优化,载流子传输损耗减少,带隙也从原来的2.05e V减小到2.04e V,吸光能力也得到增强。最终,1%浓度Zn2+掺杂的CsPbIBr2器件获得了10.51%的最佳效率,而未掺杂的CsPbIBr2器件最佳效率仅为7.84%,1%浓度Zn2+掺杂的Cs Pb0.99Zn0.01IBr2器件的效率较未掺杂器件足足提升了34%,开路电压、短路电流与填充因子也从未掺杂器件的1.22 V、10.21m A/cm~2和0.63提升至1.28 V、11.92 m A/cm~2和0.69。此外,Cs Pb0.99Zn0.01IBr2器件也表现出良好的长期稳定性,在大气环境中,未封装的条件下30天后效率仍保持92%以上,在充满氮气手套箱中85℃加热400小时后效率保持在原始效率的81%以上。二、钙钛矿材料中的A位起到了晶格电荷补偿的作用,对于钙钛矿的晶格结构的组成和效率影响有着至关重要的作用。通过使用Rb+来部分取代Cs+以优化CsPbIBr2钙钛矿的晶体结构,从而影响钙钛矿太阳能电池的各项性能指标。通过使用不同浓度的RbI用以替换钙钛矿前驱液里的Cs I,结果发现钙钛矿膜层质量优化,光吸收带边增加,带隙变小,光吸收能力增强。能带排布也得到了优化,载流子的抽取能力增强,体内复合被抑制。当2%浓度的RbI进行取代时,CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从未掺杂的7.32%提升至9.49%。我们通过离子功能型掺杂来优化钙钛矿,研究了CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池光伏性能和长期稳定性问题,使得钙钛矿太阳能电池的各项性能有明显提高,为全无机钙钛矿太阳能电池的商业化过程提供了新的思路。