钙钛矿太阳能电池的效率取决于光激发电荷载流子的复合过程。当钙钛矿薄膜内部的缺陷形成深能级陷阱时,它们只会俘获电子或空穴,而这些电子或空穴不能通过由Shockley-Read-Hall理论描述的深能级陷阱的电子空位,通过深能级陷阱的电子-空穴重组被认为是造成损失的主要途径。本研究通过简单的静电纺丝技术,制备了多尺寸分布的纳米碳纤维,并负载了丰富的含氮元素的官能团。富含氮元素的碳纳米纤维为钙钛矿的结晶提供了很多的形核位点,并且碳纳米纤维上所包含的氮基官能团可以以路易斯碱的形式与未配位的铅离子或铅团簇配位,从而形成路易斯加合物。这种加合物的形成可以减少非辐射电荷复合,延长载流子寿命,从而提高钙钛矿器件的性能和稳定性。以下为本研究的主要内容:首先,通过对影响静电纺丝的参数进行了实验与探究,最终得到一系列具有梯度的尺寸的碳纳米纤维。随后,通过一系列测试表征可以观察到,纤维具有良好的形貌,纤维尺寸均匀;通过红外光谱测试以及EDX分析表明,碳纳米纤维具有较丰富的含氮元素的官能团,以及均匀的元素分布,通过拉曼共聚焦光谱分析碳纳米纤维的石墨化程度。然后,以两步法制备了掺入碳纳米纤维的钙钛矿薄膜,并制备成电池器件。通过XRD、XPS、FTIR等测试分析表明,掺杂的碳纳米纤维为钙钛矿的结晶提供了很多的形核位点,并与铅离子或铅团簇配位,从而形成路易斯加合物,并且促进了钙钛矿的结晶;光电转换效率测试表明,具有碳纳米纤维掺杂的钙钛矿太阳能电池的效率达到了 20.22%,而无碳纳米纤维掺杂的钙钛矿太阳能电池的效率仅有19.20%;耐久性与稳定性测试表明,具有碳纳米纤维掺杂的钙钛矿太阳能电池的能量转换效率衰减更小,抗水氧能力更强。总的来说,碳纳米纤维对钙钛矿薄膜缺陷的钝化不仅提高了其能量转换效率,还增强了其效率稳定性以及抗水氧能力。通过制备含有不同尺寸分布的静电纺丝碳纳米纤维的钙钛矿薄膜,通过测试表征,表明不同的尺寸分布的碳纳米纤维对钙钛矿薄膜的结晶均具有钝化作用,而且不同的碳纤维尺寸对钙钛矿薄膜的缺陷钝化作用是不一样的,由于其尺寸不同,同样质量下的碳纤维的数目是有很大的区别的,所以不同尺寸的碳纤维的最佳掺杂浓度是不一样的;缺陷状态密度测试分析表明,掺杂较细碳纳米纤维的电池器件的缺陷状态密度较低。本文将静电纺丝纳米纤维有效地应用于钙钛矿层缺陷钝化中,并取得了比标准器件更高的参数,这是一个新的技术应用,有效解决了钙钛矿太阳能电池的光敏层缺陷的弊端,稳定性差等问题。