有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿具有优异的光学和电学性质,其太阳电池效率已经达到23.7%,超过传统的CdTe、CIGS和非晶硅基薄膜电池,在光伏领域受到了极大的关注。钙钛矿薄膜的结晶性质决定了钙钛矿薄膜载流子的传输能力及其稳定性,因此钙钛矿的结晶调控是制备得到稳定高效的太阳电池的关键因素。本文围绕钙钛矿薄膜结晶性调控及其对薄膜光电性质和光伏性能方面的影响展开研究,主要内容包括以下三个部分:(1)通过向三维钙钛矿MAPbI3中引入不同长链的有机阳离子作为配体,实现钙钛矿不同结构维度和电子维度的调控,揭示了有机阳离子尺寸对钙钛矿晶体结构、晶体取向、电荷传输、结构稳定性的影响机制,阐明了电子维度和结构维度对钙钛矿薄膜光电性质和光伏器件性能的贡献。(2)构建了 Ruddlesden-Popper n=5 的新型二维钙钛矿 PA2MA4Pb5I16,通过溶剂工程实现对二维钙钛矿量子阱取向、相纯度、晶粒尺寸的调控,建立了成膜手段-薄膜性质-器件性能关联的规律,获得了性能领先的(光电转化效率为10.41%)的 n=5 的 Ruddlesden-Popper 光伏电池。(3)通过对两步法制备钙钛矿过程中PbI2向MAPbI3结晶相转变的原位观察和分析,研究了不同溶剂化PbI2晶态对相转变动力学的影响规律,揭示了结晶相转变机制,阐明了不同相转变动力学对薄膜缺陷、载流子传输的影响,建立了动力学-薄膜性质-器件性能关联规律,实现了无需热退火的完全结晶相转变,获得了性能优异的钙钛矿太阳电池,为制备无需热退火的钙钛矿太阳电池提供了新思路和理论指导。