钙钛矿太阳能电池(PSCs)是近年来发展极为迅速的一类新型光电器件。以甲胺铅碘(MAPbI3)为代表的有机-无机卤素钙钛矿材料具有优良的光电性能。钙钛矿薄膜的成分和成膜质量将直接影响钙钛矿太阳能电池的光电性能。一般来说,致密且大晶粒的钙钛矿薄膜更有利于载流子的产生与传输,降低非辐射复合,进而减少能量损耗,最终提升钙钛矿太阳电池器件的光电性能。本文先从钙钛矿太阳能电池的制备工艺入手,选取合适的钙钛矿薄膜以及电子和空穴传输层,探索性能优化的工艺参数;在此基础上改善钙钛矿薄膜的结晶质量,形成具有较大晶粒的钙钛矿薄膜;通过一系列测试分析了薄膜的各类性能变化,采用原子力显微镜(AFM)对钙钛矿薄膜的微观区域的电学特性进行表征分析,以此进一步研究钙钛矿薄膜优化前后的差异。本文选择的有机-无机钙钛矿薄膜为以甲胺(MA),甲脒(FA)为有机阳离子基团,以碘化铅(PbI2),溴化铅(PbBr2)为卤化物的混合卤素钙钛矿材料。我们采用正向平面异质结结构的的钙钛矿太阳能电池。我们发现在钙钛矿前驱体溶液中添加甲胺氯(MACl)可促进钛矿薄膜结晶过程,对添加不同质量MACl的钙钛矿薄膜进行一系列表征,证实了 Cl随着退火过程离开钙钛矿晶体,几乎不会残留在晶格中,且不能取代碘原子或溴原子。本文探索了针对混合卤素钙钛矿的MACl用量对薄膜的各项表征,例如紫外可见光吸收(UV),电子显微镜(SEM),稳态光致发光谱(steady state PL),瞬态光致发光谱(TRPL)等;分析了 MACl对钙钛矿薄膜的吸光度、形貌、载流子寿命、缺陷密度造成的差异。进一步解释了基于此钙钛矿薄膜的太阳能电池器件的光电性能的差异。本文进一步引入扫描探针对薄膜的微观区域进行研究,在微观尺度上分析MACl对薄膜的电学特性的影响,特别是在薄膜晶粒晶界处的差异,尝试解释其中的物理过程。研究薄膜表面电势的影响因素,针对薄膜的载流子传输层材料,薄膜表面形貌,表面钝化处理,热稳定性等几个方面进行了探索。