全球化石能源的逐渐枯竭以及由此造成的环境问题日渐严峻,将光能转化成电能的光伏技术是最有前景的解决这一问题的方案之一。自从在硒上发现有光电效应之后人们又发现并研究了多种具有光电效应的材料。其中有机-无机杂化、纯无机的卤化物钙钛矿材料具有优异的半导体光电性质、成本低廉、可大面积制造等优点,有很大的商业价值。经过近十年的发展,钙钛矿太阳能电池的实验室认证效率已超过24%,接近单晶硅太阳能电池的效率。然而仍有很多因素制约其发展,如钙钛矿太阳能电池的长期稳定性及进一步提高钙钛矿电池的效率,这些问题亟待解决。为了推动钙钛矿太阳能电池的工业应用,我们研究了结构更稳定的FAPbBr₃钙钛矿太阳能电池。然而迄今为止实现的最高功率转换效率FAPbBr₃单结太阳能电池仅为8.2%,远远低于预测的¹7%的效率。这里,我们系统优化了两步法（分子内交换法）,制备出了高质量的FAPbBr₃薄膜。使用了结构上类似溴甲脒的小分子作添加剂,来调节分子内阳离子的交换过程。同时选用SnO₂作为平面型FAPbBr₃太阳能电池的电子传输层。最终,我们得到了光电转换效率为10.61%,开路电压为1.56V的平面型钙钛矿太阳能电池,这两个值是目前已报道的FAPbBr₃结构的太阳能电池的最高值。纯无机钙钛矿太阳能电池由于其出色的热稳定性吸引了大量研究者的注意,但纯无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和湿度稳定性较差,严重限制了其工业化应用。其中限制其光电转换效率的主要因素是开路电压。这里,我们系统地优化了钙钛矿薄膜的制备工艺,采用热旋涂的方法成功制备出了开路电压为1.296V,短路电流密度为16.15mA/cm²,填充因子为0.74,光电转换效率为15.56%的器件。另外,我们将K⁺掺杂到CsPbI₂Br的前驱体溶液中,有效地提高了器件的开路电压和填充因子,使器件的开路电压达到了1.334V。