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绿色可再生能源的开发利用是应对当前化石能源耗竭及环境污染问题的有效措施,其中太阳能电池因其洁净无污染、使用便捷等优点受到越来越多人的关注。钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）作为第三代新型太阳能电池,自2009年问世以来取得了迅猛的发展。由于钙钛矿太阳能电池薄膜间不可避免的缺陷态容易引起电子-空穴复合损失,因此降低缺陷态密度、加快载流子迁移成为提高钙钛矿太阳能电池效率的有效途径。石墨烯是由碳原子以sp2杂化形成的二维层状材料,具备比表面积大、载流子迁移率高以及易于功能化修饰的特点。基于此考虑,本论文将石墨烯分别修饰了钙钛矿太阳能电池的电子传输层和钙钛矿吸光层,并将其用作碳基钙钛矿太阳能电池的空穴传输层,主要内容包括:（1）采用非表面活性剂的水热工艺制备了具有高比表面积和高结晶度的Sn O2微球,并将其用于电子传输层。通过精确调控前驱体浓度和反应温度时间制备了直径分别为200、110和75 nm的单分散多级结构Sn O2微球,其比表面积分别为42.8、47.8和70.9m2 g-1。采用喷涂工艺将三种微球分别制备成电子传输层薄膜,SEM结果表明喷涂法制备的电子传输层比常规旋涂法制备的膜层表面更加均匀致密。将三种Sn O2微球电子传输层组装成钙钛矿电池器件后,得益于多级结构微球快速的电子迁移以及光散射作用,其光电转换效率分别达到15.01%、15.63%和16.85%,其中直径为75 nm的微球制备的电池性能最优。考虑到Sn O2微球之间的连通性还存在问题,进一步采用石墨烯量子点（GQDs）修饰了Sn O2微球电子传输层,改善了电子传输层和钙钛矿层之间的能级匹配,加速了电子迁移,电池效率最终提升到17.08%。（2）采用石墨烯量子点修饰了钙钛矿吸光层,钝化了钙钛矿薄膜中缺陷态密度。开发了独特的动态两步旋涂工艺,将浓度分别为0.001、0.005和0.01 mg/m L的单晶石墨烯量子点溶液掺入Pb I2前驱体溶液中,避免干粉掺杂引起的团聚现象。SEM结果表明石墨烯量子点掺杂改善了钙钛矿的结晶,得到最优晶粒尺寸为580 nm。拉曼和共聚焦荧光测试证明石墨烯量子点已成功掺入钙钛矿中,且在钙钛矿薄膜中分布均匀。基于石墨烯量子点掺杂的钙钛矿太阳能电池的效率从未掺杂的16.28%提升到17.72%（0.001 mg/m L）,电池效率的提升源于石墨烯量子点钝化了晶界处的I、Pb等离子的空位缺陷,加快了电子在晶界处的转移。此外,石墨烯量子点的掺杂抑制了晶格中的离子迁移,减小了电池的回滞现象,反向和正向扫描得到的光电转换效率分别为17.72%和17.30%。（3）采用石墨烯气凝胶（GA）构筑了碳基钙钛矿太阳能电池背电极。通过高温还原、氢碘酸还原和抗坏血酸还原法分别制备了三种石墨烯气凝胶,SEM结果表明高温还原法和抗坏血酸还原法制备的石墨烯气凝胶具有较大的孔径和连通的三维结构,易于研磨和分散,有利于制备石墨烯气凝胶浆料。分别采用高温法和低温法制备了两种石墨烯气凝胶薄膜,并研究了其导电性能和疏水性能。电阻测试仪结果表明低温法制备的石墨烯气凝胶膜层电阻为83Ω,优于高温法制备的膜层（124.5Ω）。且低温法制备的石墨烯气凝胶膜层接触角为102°,大于传统碳浆膜层的71°,表明具有较好的疏水性能。最后,将低温法制备的GA薄膜作为碳基钙钛矿太阳能电池的背电极,获得了2.41%的光电转换效率。