在过去的十年间,钙钛矿太阳能电池受到了业界的广泛关注,器件性能得到了飞跃式的提升。科研工作者们对钙钛矿薄膜的组分调控、成膜控制,器件的界面修饰,J-V特性的滞后效应等方面做了大量的系统研究,并取得了诸多意义重大的成果。但是人们对钙钛矿材料的物性认识还不够深入,器件的工作机理和内部运行机制仍需进一步研究与证实,水氧和热稳定性亟需提升,商业化应用的道路依然比较漫长而遥远。本论文围绕ITO/TiO₂/MAPbI₃/spiro-OMeTAD/MoO₃/Ag结构的钙钛矿太阳能电池器件的相关物理问题和无交叉溶剂制备工艺展开。我们在对钙钛矿器件测试及表征的过程中发现了一些钙钛矿太阳能电池的新奇现象,通过这些现象的研究可以让我们对钙钛矿材料和电池器件的物性有更深入的了解。1合成了表面无配体的金红石相TiO₂纳米颗粒,将其作为电子传输材料应用于钙钛矿太阳能电池的制备,得到光电转换效率稳定在13%-15%的器件。在对其进行瞬态光电压的测试中,发现器件开路电压在光照结束时出现异常的提升现象。通过改变测试条件并引入其他参量来对尖峰的变化进行研究,根据实验结果建立了能带弯曲模型对其产生原因做出解释。钙钛矿太阳能电池瞬态开路电压的尖峰现象源于钙钛矿内部离子移动导致的界面处能带弯曲,使该区域内的光生载流子反向移动产生局域电场,局域电场在光照结束后消失,使开路电压产生了尖峰现象。2在对钙钛矿太阳能电池进行电容-频率测试时,发现在暗态下对器件施加较大正向偏压时,其电容在低频区（1 kHz以下）会出现负电容效应。根据对器件在光照状态下电容-频率的测试结果,以及对引入PCBM作为TiO₂/MAPbI₃界面修饰层的器件电容的研究结果,发现光照和界面钝化可以抑制负电容效应。根据实验结果,我们建立了界面传输模型,对负电容效应的产生以及受到抑制的原因进行分析。钙钛矿太阳能电池负电容效应源于TiO₂/MAPbI₃界面缺陷对注入电荷的俘获/去俘获作用,光生载流子对界面缺陷的填充和PCBM对界面缺陷的钝化,能够减少界面缺陷,起到抑制负电容效应的作用。3采用气体辅助沉积法,并应用溶剂工程制备钙钛矿薄膜,通过实验条件的优化得到单层晶粒贯通空穴传输层和电子传输层的长颗粒薄膜。将其应用于钙钛矿太阳能电池的制备,在无交叉溶剂处理条件下得到平均光电转换效率为16.50%的器件。通过对其性能的表征,并与基于两步法和一步法制备的器件进行对比,证明气体辅助沉积法对两步法和一步法的可替代性,为大面积、工业制备钙钛矿太阳能电池器件提供了一种操作简便、成本较低、环境友好的方法。同时对钙钛矿太阳能电池在低温下的电学特性进行了测试,发现离子移动是滞后效应产生的重要原因。