能源是人类生活所需的重要资源,它推动人类文明的发展与社会的进步。而太阳能作为“取之不尽,用之不竭”的清洁能源受到广泛的关注。近年来,有机无机杂化的钙钛矿太阳能电池因其低廉的成本和较高的转换效率成为热点研究领域。钙钛矿太阳能电池发展迅速,不到十年其光电转换效率就突破23%,直逼单晶硅太阳能电池,但稳定性问题一直是其商业化的主要瓶颈。为了提高钙钛矿太阳能电池的稳定性,需要细致地考虑其材料性能、制备工艺以及器件结构。本文先从钙钛矿薄膜结晶转化以及前驱液稳定两方面研究制备工艺和原料准备过程中可能存在的不稳定问题,再探究了原位界面修饰引起的器件短期性能异变的原因。本论文的主要内容包括:1.原位转化和溶解再结晶机制在钙钛矿成膜过程中处于互相竞争关系,这些机制在两步浸泡法制备过程中对钙钛矿太阳能电池的器件性能有很大影响。我们在极性较低的异丙醇/环己烷混合溶剂中,采用低浓度碘甲胺来抑制钙钛矿的溶解再结晶现象（奥斯特瓦尔德熟化生长）,再利用多孔PbI₂与温度辅助相结合有效促进PbI₂向钙钛矿的转化。该溶液工程协调了钙钛矿的完全转化和溶解再结晶效应,从而在短时间内形成纯相的钙钛矿薄膜,且无任何PbI₂残留。此方法为快速制备大面积钙钛矿薄膜提供了一种可行的方案。2.钙钛矿前驱液通常会因光氧化而发生降解,导致前驱液变质浑浊,阻碍了溶液法大规模生产。基于可逆化学反应原理,我们利用碘三离子来稳定钙钛矿前驱液。结果表明,添加碘三离子可以有效减缓溶液中胶体的团聚,使其尺寸减少、分布均匀,而且钙钛矿薄膜的质量也有所提高。当陈化时间增加到15天,钙钛矿前驱液依然保持澄清,其转换效率也仅从19%下降到16%。该方法有效地稳定了钙钛矿前驱液,为大规模溶液法生产提供便利。3.根据钙钛矿太阳能电池性能的短期异变现象,我们细致研究了不同气氛条件下影响器件短期稳定性的因素,发现空穴传输层的变化对器件性能的影响较大。通过进一步的实验与表征揭示了器件的短期稳定性与空穴传输层的添加剂有关。这些添加剂会对钙钛矿产生路易斯酸碱相互作用,并形成一种复合物,从而调控界面上的能带排列并钝化缺陷,由此出现了短期性能异变现象。值得注意的是这种原位的界面修饰可能存在于所有具备同类添加剂的钙钛矿太阳能电池中。该研究首次揭示了钙钛矿太阳能电池的短期稳定问题,为其商业化提供助力。