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伴随着人类社会的发展,能源危机和环境污染愈加严重。因此,开发和利用新能源尤其是太阳能成为解决人类社会发展危机的首要任务。自2009年首次报道以来,有机-无机钙钛矿太阳能电池因其低廉的成本和超高的光电转换效率备受关注。短短几年间,钙钛矿电池的效率出现了从3.8%到22.1%的质的飞跃。传统的平面结型钙钛矿太阳能电池由导电玻璃(FTO),电子传输层(ETL),钙钛矿吸光层,空穴传输层(HTL)和对电极(Ag、Au)组成。钙钛矿吸光层和电子传输层(ETL)的质量对钙钛矿太阳能电池的性能起着至关重要的作用。钙钛矿薄膜的结晶质量对入射光的吸收和光生载流子的产生优质极大的影响,直接决定了电池的性能。而ETL层在光生电子的分离和传输,以及阻挡电子空穴的复合等方面起着重要作用。目前使用最多的ETL材料是二氧化钛(TiO2),但是其较低的电子迁移率和表面缺陷等问题制约了电池效率的进一步提升。因此,优化钙钛矿薄膜的制备方法,寻找其他可替代TiO2的金属氧化物ETL材料成为突破钙钛矿电池性能瓶颈的有效途径。(1)本论文首先介绍了以下钙钛矿电池的发展历程、电池的基本结构和工作原理。(2)其次,本文优化了一步溶液法制备钙钛矿的方法,通过掺杂氯离子,控制旋涂速率、退火时间,滴加氯苯来控制钙钛矿结晶过程,最终得到覆盖率高、表面平整的钙钛矿薄膜。同时,我们也简要介绍了两步溶液法制备钙钛矿的流程。(3)我们通过旋涂的方法制备出超薄致密的五氧化二铌(Nb2O5)薄膜,用来取代TiO2作为电子传输层材料。通过调控Nb2O5前驱体浓度和退火时间来优化钙钛矿电池的性能。由于Nb2O5薄膜透光性高,有效阻止了电荷的复合,加快了电子的传输,最终获得14.82%的效率。(4)最后,我们还尝试将Ta2O5用作钙钛矿电池的电子传输层。通过优化Ta2O5前驱体溶液的浓度、旋涂速率和次数,最终获得11.12%的效率。