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近年来,纳米材料因其独特的化学,电学,光学等特性,越来越多地作为界面修饰材料应用到新型光电子器件上。本工作通过低温制备无表面配体修饰的n型TiO2纳米晶和p型超薄二维钙钛矿纳米片(PEA)2PbX4(X=Cl,Br,I),将其作为界面修饰材料应用在有机以及有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池中,研究其界面特性以及对器件性能的影响。论文着重从纳米材料设计合成、表面特性和光电特性研究、成膜工艺、设计新的器件结构等多方面进行了阐述,从新材料结构设计以及器件性能优化上提供了新思路。(1)利用水浴法低温水解合成了表面无配体的可水分散的锐钛矿相与金红石相TiO2纳米晶。将合成的TiO2纳米晶制备成电子传输层应用在基于PTB7:PC71BM体系的有机太阳能电池中,实现了高效的光伏性能。其中基于锐钛矿相TiO2纳米晶的器件得到了最高7.85%的光电转换效率,基于金红石相TiO2纳米晶的器件最高效率为6.93%,两者均高于以无定形TiO2为修饰层器件的6.11%。薄膜与器件的光电特性表征说明器件性能的提升主要来自于所合成的纳米晶具有均一的表面形貌、良好的结晶性、良好的水溶剂单分散性以及合适的能级结构等优异性能,从而导致界面处复合损失的减少以及电荷收集效率的提升。(2)通过简单高效的反向溶剂法合成了一系列分子结构为(PEA)2PbX4(X= Cl,Br,I)的平均仅为几层晶格结构的有机无机杂化钙钛矿纳米片。纳米片表现出良好有机溶剂分散性和厚度可调控性。通过不同卤素元素的掺杂,实现了纳米片吸收光谱与光致发光光谱从可见光到近紫外的连续调控,即通过卤素掺杂调整超薄纳米片的禁带宽度。为研究超薄纳米片的电学特性,将纳米片引入到聚合物p型半导体P3HT,制备了以(PEA)2PbX4(X= Cl,Br,I):P3HT混合薄膜为沟道半导体材料的场效应晶体管。相较于P3HT的参照器件,基于复合薄膜器件的迁移率均有提升,其中基于P3HT:(PEA)2PbI4复合薄膜器件的空穴迁移率提高了两个数量级,达到1.43×10-1 cm2 V-1 s-1。(3)将上述方法合成的二维钙钛矿超薄纳米片作为界面修饰材料作为空穴传输层,结合第一部分工作中制备的锐钛矿相TiO2纳米晶作为电子传输材料,应用到一步法制备的MAPbI3薄膜钙钛矿太阳能电池中,实现了最高光电转换效率达18.53%的钙钛矿太阳能电池,相较于对比器件(15.4%),效率提升20%。薄膜形貌、表面特性、能级结构以及光谱分析等表征揭示了器件性能提升的原因,可归结于:一是纳米片提升了器件的光吸收效率,二是纳米片具备合适的能级结构,修饰了 MAPbI3薄膜的界面缺陷态,三是钙钛矿纳米片可能会提升空穴传输层的迁移率。