有机无机卤化物钙钛矿由于具备高吸收系数、高载流子迁移率、电子-空穴扩散距离长、可调直接带隙、低激子结合能等优点,使其成为了最具前景的薄膜太阳能电池光吸收材料。在过去的十年内,虽然钙钛矿太阳能电池光电转换效率由2009年的3.8%提升到了 2019年的25.2%,但距离钙钛矿电池的效率极限还需要走很长一段路。在所有技术方案中,改善钙钛矿太阳能电池的电学性能是进一步提升钙钛矿太阳能电池光电转化效率的最佳途径。电学性能的优化方式主要有界面修饰,溶剂工程,添加剂等,这些技术方案都可以有效的钝化晶界或者降低表面的缺陷态,减少电学损失,并伴随着载流子的传输速率的提高,其中添加物钝化是一种有效降低电学损失以及降低晶界非辐射复合的策略。核壳金属纳米粒子作为添加剂的一种,因其独特的局域等离子体共振(LSRP)效应受到了广泛的关注,但是大部分工作聚焦点在于通过LSRP效应来提高器件的光吸收能力。本论文通过在器件不同位置添加特定结构的核壳金属纳米粒子,从而对钙钛矿太阳能电池的电学性能进行改性,提高载流子的产生和收集效率。首先,将氧化镍包覆金纳米粒子(Au@NiOx)掺入反式介孔钙钛矿太阳能电池中的介孔氧化镍层,考察其对器件性能的影响。反向结构的钙钛矿电池具有生产过程相对容易,具备加工温度低,成本低,滞后现象不显著等特点,且采用无机氧化镍作为空穴传输层的器件稳定性有很大改性。但是将氧化镍直接作为P-型介孔层使用时,其自身导电率低的特点容易引起载流子的复合,反而降低了器件短路电流和填充因子,使得器件效率大大降低。当采用核壳金属纳米粒子修饰介孔NiOx层时,金属纳米粒子的LSRP效应可以改善载流子的抽取能力;与此同时,等离子体纳米粒子也可以提高空穴传输层的导电性,使得器件的空穴收集效率大大提高。基于Au@NiOx修饰反式介孔钙钛矿太阳能电池的光电转化效率最高为19.87%,磁滞效应可忽略不计。其次,有机无机卤素钙钛矿薄膜晶界处带电缺陷所引起的深能级缺陷是主要复合中心,产生的原因主要是材料自身特性以及其较低的制备温度。因此,我们设计了一种新型核壳金属纳米粒子(Au@PAT),其采用3-氨基苯硫酚来原位包覆金纳米粒子以形成致密的共轭聚(3-氨基苯硫酚),通过在钙钛矿前驱体溶液中添加Au@PAT纳米粒子,可以直接将其引入钙钛矿活性层中,结果表明Au@PAT纳米粒子的引入可以明显降低深能级缺陷密度,而缺陷态密度的降低归结于晶界处金属纳米粒子与钙钛矿的强耦合效应。通过局部光谱分析表明,在光照下核壳金属纳米粒子可以钝化晶界处缺陷,但是在暗态下这个钝化结果并不明显,因此,我们能够将晶界处的钝化效果和等离子体增强效应相关联。最终,引入Au@PAT纳米粒子的钙钛矿太阳能电池实现了 20.54%的转化效率。我们的工作表明,添加核壳金属纳米粒子可以作为钝化钙钛矿薄膜缺陷的一种有效策略,可有效降低钙钛矿太阳能电池的电学损失。