基于制备工艺简单,成本低廉,可制备柔性器件等优点,ABX3型的钙钛矿太阳能电池正朝着产业化和商业应用的方向积极迈进。然而,钙钛矿太阳能电池在产业化的道路上依然面临着诸多挑战。例如,PC61BM作为一种常用的电子传输层材料,其电子迁移率仍不够高,从而限制了光生电荷在钙钛矿/PC61BM界面的传输过程。另外,钙钛矿的多晶性使其必然存在多种缺陷态,造成活性层内部载流子复合和能量损失。更重要地,钙钛矿材料在外界环境因素（光照、加热、水汽等）的影响下,会发生严重的结构降解而导致器件的不稳定。因此,如何改善电荷传输材料,获得高质量钙钛矿薄膜并提高器件稳定性,是钙钛矿太阳能电池能否实际应用的重要前提。为了解决上述问题,作者通过掺杂和界面修饰等手段将咪唑基功能材料应用于电子传输层和钙钛矿活性层中,依靠咪唑基团的掺杂和修饰,提高了电子传输层的电荷迁移率,减少了钙钛矿表面的缺陷态密度;此外,在钙钛矿表面进行咪唑基盐材料修饰后,还可构筑3D/2D的多晶相界面,由于2D钙钛矿层的引入,使得3D钙钛矿表面缺陷降低且对水的敏感度减弱。通过以上工作,本文在以CH3NH3PbI3材料作为光活性层的太阳能电池中,实现了 16.88%的光电转换效率;CsPbI2Br钙钛矿器件实现了 13.9%的光电转换效率且器件在空气中稳定性亦得到显著提升。具体而言,本论文的研究内容如下:（1）基于咪唑和苯并咪唑掺杂PC61BM电子传输层的研究:本文将咪唑和苯并咪唑作为多功能掺杂剂,分别掺入到PC61BM电子传输层中,制备了以ITO/PTAA/MAPbI3-xClx/PC61BM/BCP/Ag为结构的钙钛矿太阳能电池,测试结果表明,未掺杂PC61BM器件的光电转换效率（PCE）只有14.38%,而咪唑和苯并咪唑掺杂PC61BM器件的效率分别提升至15.62%和16.74%。进一步测试分析表明,两种掺杂剂能够使PC61BM薄膜变得更为平整,同时其电子迁移率也得到较大提升,两方面因素都起到了促进光生载流子从钙钛矿层向阴极传输的作用。另外,由于咪唑和苯并咪唑同时具有Lewis酸和Lewis碱性,因而将掺杂后的PC61BM用在钙钛矿表面,还可起到同时钝化钙钛矿表面两种缺陷态的目的,从而提高了器件的光电转换效率。此外,掺杂PC61BM还可以改善器件稳定性,器件稳定性提升的主要原因在于咪唑基团可以与碘离子相互作用,限制了碘离子向Ag电极扩散,从而减缓了钙钛矿结构由于碘缺失的降解以及与碘离子与Ag反应对阴极的腐蚀。（2）咪唑掺杂调控钙钛矿结晶及缺陷钝化的研究:为了改善钙钛矿薄膜质量,本文将咪唑用作钙钛矿光活性层的掺杂剂。在以ITO/PTAA/MAPbI3/PC61BM/BCP/Ag为结构的钙钛矿太阳能电池中,采用咪唑作为添加剂,器件的光电转化效率得到显著提升,其效率由14.65%增加至16.88%,其中填充因子和开路电压两个参数提升较为明显。研究表明,咪唑添加剂不仅可以调控钙钛矿晶体生长,扩大晶粒尺寸,还可以作为Lewis酸,钝化钙钛矿中未配位的Pb2+等缺陷,从而提高钙钛矿载流子传输和寿命,并抑制活性层中的非辐射复合。此外,由于钙钛矿晶体质量的提升,咪唑对钙钛矿的钝化作用可以使晶界处免受水汽或加热诱导的离子迁移,进而提高了电池稳定性。（3）苯并咪唑碘盐诱导CsPbI2Br表面构筑3D/2D混合钙钛矿的研究:鉴于全无机钙钛矿较有机无机杂化钙钛矿材料具有优异的热稳定性,并且,针对全无机钙钛矿易发生相变的问题,在接下来的工作中,我们研究了咪唑基盐在全无机钙钛矿电池上的应用。本文设计并合成了咪唑碘盐和苯并咪唑碘盐,将其涂在全无机CsPbI2Br钙钛矿表面,通过XRD和光致光谱等表征测试,证实了苯并咪唑碘盐能够在CsPbI2Br表面形成2D结构钙钛矿,由此构筑了一层3D/2D的混合相结构。在此基础上,制备了结构为ITO/NiOx/CsPbI2Br/PC61BM/BCP/Ag的钙钛矿太阳能电池,相比于未修饰的参比器件,采用3D/2D结构可以使电池效率从10.3%提升至13.9%。进一步研究表明,3D/2D界面处的缺陷态密度有效降低,从而减少了载流子在界面处的非辐射复合,提升了器件的开路电压（1.059 V→1.162 V）。2D结构钙钛矿的另一个突出优点是其具有出色的稳定性,在原有3D钙钛矿表面构筑的3D/2D混合结构可以起到保护层的作用,避免底层钙钛矿受到外部水汽侵蚀,从而使器件在空气中的稳定性亦得到明显提高。