近年来由于能源需求的与日俱增和层出不穷的环境污染问题,能源供应由化石能源向清洁新能源的转变已是势在必行。在世界各国产业政策的大力扶持下,太阳能发电技术和产业得到迅猛发展。太阳能作为一种清洁、可持续的能源,具有巨大的发展潜力。有机-无机钙钛矿薄膜太阳电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）作为一种新型的高效光伏材料,在近年来已引起了学术界的极大兴趣。然而,钙钛矿制备方法中反溶剂的毒性和器件性能的不稳定性仍然制约着其产业化应用。本文采用一步反溶剂快速结晶法对三元混合阳离子钙钛矿太阳电池吸光层的组分进行调控,研究了阳离子Cs⁺的比例对三元混合阳离子钙钛矿薄膜微观结构和电池性能的影响。进一步开发了一种绿色、无毒的反溶剂碳酸二乙酯（Diethyl carbonate,DEC）应用于辅助钙钛矿结晶过程,有效提升了正结构和倒结构混合阳离子钙钛矿太阳电池的光伏性能。最后将聚苯乙烯（Polystyrene,PS）疏水性材料应用于电池的结构优化设计,研究PS缓冲层对混合阳离子钙钛矿界面的钝化和对于电池稳定性的提升作用。主要包括以下内容:（1）阳离子Cs⁺组分的变化对混合阳离子钙钛矿薄膜微观结构及光电特性的影响。薄膜的XRD和SEM测试结果显示,随着Cs⁺的掺入可有效抑制钙钛矿薄膜中黄相的产生,得到致密、均匀的钙钛矿晶体。而UV-Vis和PL光谱分析也表明,随着Cs⁺掺杂量增加,此时薄膜的光吸收和PL特性改善,表明该薄膜的缺陷减少。电池的J-V曲线分析与材料表征一致,综合各种表征手段分析:在Cs⁺掺杂量为x=10%时,Cs_0.1(MA_0.17FA_0.83)_0.9Pb(I_0.83Br_0.17)₃吸收层具有最优的结晶质量,所制备倒结构太阳电池获得了10.63%的转化效率(V_OC=0.74V,J_SC=21.26mA/cm²,FF=67.39%);而正结构电池采用最优Cs比例的条件也获得了14.51%的转化效率。（2）采用DEC对上述三元阳离子钙钛矿薄膜Cs_0.1(MA_0.17FA_0.83)_0.9Pb(I_0.83Br_0.17)₃前驱体进行反溶剂处理,并对薄膜的微观结构及相应光伏器件的光电特性进行了系统的研究。相比传统氯苯（Chlorobenzene,CB）作为反溶剂制备的钙钛矿薄膜样品,DEC反溶剂处理有效增大了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸,减少了薄膜中存在的孔洞,进而改善了钙钛矿薄膜样品的吸收度、表面形貌及其在衬底表面的覆盖率。因此,经过DEC反溶剂处理后,薄膜样品的发光强度和载流子寿命均有明显的提升。在光照条件（AM 1.5,100mW/cm²）下,经过DEC反溶剂处理的钙钛矿薄膜光伏器件产生的短路电流、开路电压及填充因子均有明显的提升,这使得薄膜钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从12.83%（反溶剂为CB）增加到14.05%。重要的是,相比乙醚、氯苯等有机溶剂,绿色、无毒的DEC更具有实用和商业价值,可以广泛用于大规模生产应用。（3）研究疏水PS遂穿层的引入对正结构钙钛矿太阳电池器件性能和稳定性的影响,并系统地研究了PS的厚度在提高载流子引出、增强器件稳定性方面的影响。薄膜的SEM测试表明,PS能够完全地、均匀地覆钙钛矿样品表面。同时在引入PS前后不改变钙钛矿薄膜的结构特性和光学特性,而且经PS处理后器件效率从10.53%提升到12.8%。相比于传统正结构钙钛矿太阳能电池,引入浓度为10mg/ml的PS层明显地提高了器件的稳定性,在大气中放置10天后,电池性能仍然保持原始效率的76%。