介观型太阳能电池(mesoscopic solar cells，MSC)基于介观尺度的无机或有机半导体纳米材料的三维网络结构构成，具有巨大的比表面积，显著提高了各组分间的接触面积，既具有高效光子捕获能力，又具有快速电荷分离效率，是兼具低成本和高性能的新一代太阳能电池。常见的染料敏化太阳能电池(dye sensitizedsolar cells，DSSC)、量子点敏化太阳能电池(quantum dot sensitized solar cells，QDSC)和介观型钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells，PSC)等都是典型的MSC。随着新型有机无机杂化钙钛矿吸光材料的引入，MSC的最高认证效率已突破22％，已经超越多晶硅太阳能电池，显示出了巨大的商业化应用前景。TiO2介孔层是DSSC的核心部件之一，对DSSC的电池性能有重要影响。PSC中，钙钛矿具有双载流子传输性能，载流子扩散长度长，TiO2介孔层似乎不再是必须的。然而，经第三方认证的高效率PSC几乎全是基于TiO2介孔层所获得的，显示了介观型PSC的独特优势。并且基于TiO2介孔层能够构筑无空穴传输层碳对极PSC，降低了制备成本并提高了电池的稳定性，有助于实现PSC的产业化生产。因此，对介观型太阳能电池中TiO2电子受体材料进行优化设计和界面调控，以进一步提高电池性能、提升电池稳定性并简化制备工艺，具有重大意义。　　在DSSC和介观型PSC中，染料、电解质或钙钛矿在TiO2介孔层中的充分渗入十分关键。我们首先开发了一种新型的TiO2/EC/P123/BCA浆料体系，其中P123作为孔径调节剂，BCA作为有机溶剂。通过简单地调控浆料中P123的添加量，成功地实现了在16～34 nm和57～73％范围内连续地调控孔径和孔隙率。BCA替代传统的有机溶剂松油醇后，避免了松油醇中由-OH基团引起的P123胶束膨胀，P123仅仅作为孔径调节剂，由于其位阻效应使得煅烧后在TiO2薄膜中形成较大的孔洞。我们所开发的TiO2/EC/P123/BCA浆料体系能够印刷制备10μm以上不开裂的大孔径TiO2厚膜。大孔径TiO2介孔层有利于染料溶液的渗入和电解液的扩散，提高了光电流和填充因子，其DSSC的效率提高了15.6％。将其应用于制备介观型PSC，大孔径促进了钙钛矿在介孔层中的渗透性，增大了TiO2与钙钛矿的接触面积，有利于界面上载流子快速分离，从而提高了电池性能。同时TiO2快速传输电子的能力避免了界面上离子迁离所导致的电荷累积，有效抑制了正反扫滞后。通过调控大孔径TiO2介孔层的厚度来获得既具有充分渗透性又具有完全覆盖性的钙钛矿活性层，最终获得了反扫效率15.47％、正扫效率14.85％的高效率低滞后介观型PSC。　　上述研究工作显示，钙钛矿在TiO2介孔层中的充分渗入十分关键。为了实现钙钛矿与TiO2充分的相互渗透，我们进一步制备了MAPbI3-TiO2混合前驱体并在低温下共沉积制备MAPbI3-TiO2复合薄膜。这种创新性的新工艺不需要高温煅烧制备介孔层，有利于电池应用于柔性基底。通过溶解-再结晶过程，获得了下部为MAPbI3-TiO2复合结构、上部为纯钙钛矿的独特双层复合薄膜。基于MAPbI3-TiO2复合薄膜构筑了一种新型本体异质结(bulk heterojunction，BHJ) PSC，在这种BHJ PSC中，钙钛矿既是吸光材料也是电子供体，而TiO2纳米颗粒则为电子受体，且电子受体TiO2位于电子供体钙钛矿的晶界处。TiO2快速传输电子的能力有利于抑制界面上载流子复合，提高了载流子分离效率;同时，TiO2的钉扎效应有效阻断了晶界处离子迁移，抑制了正反扫滞后。BHJ PSC最高效率达到17.42％，高于相应的介观型和平板型PSC。这种BHJ PSC电池结构能广泛应用于不同钙钛矿沉积工艺和不同电子受体材料，具有一定的普适性。　　更进一步地，我们探索了钙钛矿薄膜的丝网印刷制备工艺，以实现PSC器件的大面积自动化生产。将钙钛矿前驱体溶液和PEG溶液混合制备可丝网印刷的钙钛矿前驱体浆料，通过丝网印刷工艺制备钙钛矿薄膜并组装介观型PSC，最高光电转换效率达到7.73％。我们首次将丝网印刷工艺引入钙钛矿薄膜的制备中。我们进一步向钙钛矿前驱体浆料中加入ZrO2纳米颗粒，复合的ZrO2纳米颗粒一方面提高了钙钛矿薄膜的热稳定性，另一方面抑制了界面上TiO2中电子和空穴的复合，从而有效提高了电池性能。所制备的电池器件显示了良好的长期稳定性，在～1％的湿度环境和暗态下保存一个月后仍然保有120％以上的初始效率。通过进一步调控印刷用钙钛矿前驱体浆料的组分、粘度和流变性，以获得平整均一致密的钙钛矿薄膜，有望进一步提高电池性能并真正实现器件的大面积自动化生产。