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随着能源需求总量持续不断攀升,能源供给结构优化调整步伐加快,太阳能光伏技术有望成为缓解目前环境、能源供给压力的最有效解决方案。钙钛矿太阳能电池PSCs作为第三代新型太阳能电池的典型代表,以其可溶液制备、低成本、吸光系数高、带隙可调节、双载流子传输特性等优点成为新的研究热点。经过短短十年时间的发展,光电转化效率PCE从最初的3.8%提升至25.2%,PSCs器件的综合光电性能得到了突飞猛进的发展。但要将PSCs真正推向商业化大规模实际应用场景仍有很多问题需要解决,针对现阶段PSCs研究面临的现状和问题,本篇论文主要围绕提升空穴传输层HTL导电性、空穴提取效率、改善钙钛矿薄膜质量、提高器件光电转化效率和稳定性开展研究。主要实验内容、结论如下:(1)在PSCs中,空穴传输层的导电性能和载流子提取性能对器件光电转化效率提升具有重要意义。为了优化空穴传输层的光电性能我们首次把具有较强夺电子能力的碘iodine作为一种氧化性p-型掺杂剂引入到spiro-OMeTAD溶液中,对spiro-OMeTAD形成有效氧化,使体系内的氧化态spiro-OMeTAD阳离子自由基含量增加,进而通过改善HTL电导率和空穴提取效率来提升PSCs的效率和整体光电性能表现。通过UV-vis、PL、TRPL、Tafel、ESR等测试表征手段对器件性能提升机理进行探究和证明,用模拟太阳光测试系统对电池器件的光电性能进行测试。实验结果显示iodine掺杂有效的提升了HTL内阳离子自由基的含量,提高了钙钛矿层PAL/HTL界面载流子提取效率,使器件光电性能得到明显提高。最佳实验组掺杂浓度条件下获得19.69%的光电转化效率。(2)把过硫酸钾KPS作为p-型掺杂剂引入HTL中,利用其高氧化还原电势对spiro-OMeTAD形成有效氧化,提高HTL中阳离子自由基含量,改善HTL的电导率和空穴提取能力,优化HTL与钙钛矿间的能级匹配,进而有效提升PSCs器件的光电转化性能,提高效率。通过FESEM、AFM等表征手段研究掺杂KPS对HTL表面粗糙度和器件结构的影响作用,利用UV-vis、Tafel、PL、TRPL、ESR等表征技术分析电池效率提升的机理,使用I-V、IPCE表征电池器件光电性能表现。实验结果表明KPS掺杂有效的提升了HTL的电导率、空穴提取效率,使PSCs器件的光电转化效率得到有效提高。最佳实验组掺杂浓度条件下获得20.00%的光电转化效率。(3)首次创新性的把兼具界面修饰功能和优异Li离子捕获能力的12-Crown-4引入Peovskite/HTL界面之间,利用其进行界面修饰处理,提高Perovskite薄膜质量,降低缺陷态密度、非辐射复合,有效提高钙钛矿的载流子传输性能,同时还利用12-Crown-4优异的Li离子捕获能力抑制HTL中的锂离子向Perovskite层的迁移扩散过程,进而提高PSCs器件的光电转化效率和稳定性。通过FESEM、AFM测试技术研究界面层对Perovskite薄膜表面形貌、粗糙度、器件结构的影响作用,利用UV-vis、UPS、PL、TRPL、EIS等光学、电化学测试对载流子传输、能级、器件传输内阻进行分析,研究器件光电性能提升的机理,采用二次离子飞行时间质谱TOF-SIMS测试技术研究电池器件纵向深度Li离子分布情况,分析PSCs器件稳定性,使用I-V测试系统表征电池光电性能表现。实验结果表明引入12-Crown-4界面修饰层显著提升了器件的光电转化效率,同时稳定性也得到明显改善,最优实验组获得20.44%的光电转化效率。