金属卤素型钙钛矿材料是一种新一代的半导体材料,有着很多独特的光电性质,包括可调节的带隙,宽的吸收光谱,高的载流子迁移率以及足够长的扩散距离等。因此,世界各地的科研小组纷纷开始研究钙钛矿材料在光伏和光电领域的应用。基于CH3NH3PbI3材料的钙钛矿太阳能电池,其光电转换效率在短短的几年里从最初的3.8%跃升到了20%以上,被视为最具有发展前景的太阳能电池之一。而如何进一步增强钙钛矿太阳能电池的光吸收并提高其光电转换效率是一个挑战。近来,表面等离子体光子学吸引了很多学者的关注。通过这种技术,人们可以调控亚波长光,实现对光的传导和聚集,增强太阳能电池的光吸收,从而提高电池的光电转换效率。表面等离激元效应被广泛应用到各种太阳能转换器件中,例如多晶硅太阳能电池、有机薄膜太阳能电池、染料敏化太阳能电池等。因此探索将表面等离激元结构引入到钙钛矿太阳能电池中,对于提高钙钛矿材料的光吸收率和增强电池的光电转换效率具有积极意义。也为提高光吸收不充分的电池比如无铅钙钛矿太阳能电池,奠定坚实的基础。本文从实验和理论两个角度,研究了等离激元效应对钙钛矿太阳能电池的作用。我们选用的等离激元金属纳米颗粒是Au纳米棒,并在其外面包覆一薄层SiO2作为绝缘层,避免Au表面电子空穴的复合。然后,将Au@SiO2纳米棒掺杂到钙钛矿（CH3NH3PbI3）太阳能电池的多孔层TiO2支架中。利用贵金属Au的表面等离激元效应增强光在电池中的散射,提高电池中的光密度,从而实现了钙钛矿太阳能电池光电转换效率的提高。主要结论如下:通过理论计算,我们发现长径比为3的Au@SiO2纳米棒适合通过等离激元效应增强CH3NH3PbI3太阳能电池。首先,随着Au@SiO2纳米棒长径比的增加,其光学散射截面也会指数型增加。但是长径比过大的纳米棒可能会破坏钙钛矿的膜层,影响电池的电学性能。其次Au@SiO2纳米棒表面等离激元共振峰对应的波长位置取决于背景材料和其长径比。通过理论模拟计算,我们发现在CH3NH3PbI3背景材料下,随着纳米棒长径比的增加,其等离激元共振峰的位置会发生红移。当Au的长径比为3时,其等离激元共振峰在800 nm左右,刚好是CH3NH3PbI3吸收截止附近,可最大程度增强钙钛矿材料光吸收率。从电池性能来看,Au@SiO2纳米棒掺杂的等离激元钙钛矿太阳能电池只通过提高不掺杂电池的光电流密度来提高电池整体的光电转换效率,而电池的电压和填充因子变化不大。最优的掺杂电池比不掺杂电池的外量子转换效率提高了16.1%（从12.4提高到14.4%）,短路电流提高了13.5%（从20.0 mA/cm2提高到了 22.7 mA/cm2）。进一步,我们分别做了 30个掺杂电池（掺杂浓度约4 wt%）和30个不掺杂电池,对其电学参数做统计分布并对平均值做分析,其结果与我们预计得相一致。掺杂电池的平均电流密度比不掺杂电池高4.1%,电池的平均光电转换效率高8.4%。而平均电压（0.90 V-0.91 V）和平均填充因子（0.61-0.63）并没有太大的变化。等离激元增强钙钛矿太阳能电池实现了宽带的光吸收增强。通过理论模拟和实验两个角度的验证,我们发现Au@SiO2掺杂的钙钛矿太阳能电池的光吸收增强是宽带的,并不仅仅局限于Au@SiO2纳米棒等离激元共振峰位置。这说明其中的增强机制主要是通过等离激元增强的光散射效应实现宽带地钙钛矿光吸收增强。综上所述,我们通过将精细设计的Au@SiO2纳米棒掺入钙钛矿太阳能电池中,制备出了等离激元钙钛矿薄膜太阳能电池。由于金的等离激元增强的光散射效应,电池的光吸收实现了宽带的增强。我们从理论模拟和实验两方面证实了这部分增强的光吸收被有效地转化为了电能。我们的工作为等离激元增强的薄膜太阳能电池提供了一条方便可行的路径。