近年来,随着环境和能源问题的日益加剧,寻找新型可再生能源已经成为了科学界研究的重中之重。合理的利用可再生能源(例如:太阳能、风能、水能、潮汐能等)不仅能解决能源危机问题,而且可以有效的解决化石能源燃烧带来的环境污染问题。太阳能作为可再生能源在地球中存在普遍性且含量丰富、发展潜力大等优势,被人类广泛关注。将太阳能转换成电能可直接供人们日常生活所需,其中钙钛矿太阳能电池(PSCs)是将太阳能转换成电能的器件之一。PSCs作为一种合适的光电转换器件由于其卓越的性能被社会各界广泛关注。其效率从2009年的3.8%发展到至今已有23.7%,有望成为下一届新型能源。一般来讲,PSCs的结构主要为ITO玻璃基底/电子传输层/钙钛矿光吸收层/空穴传输层/Au电极。在PSCs中,有机-无机杂化钙钛矿材料容易受到空气中的水份影响而发生分解,另外最常用的空穴传输材料为有机小分子Spiro-OMeTAD、DM和聚合物PTAA等。这些有机物不仅本身存在降解,而且使用过程中的添加剂有极强的吸水性,这些极大地影响了电池的稳定性,缩短了使用寿命。因此研究者提出了各种解决办法,例如:使用全无机钙钛矿材料、掺杂钙钛矿材料、封装钙钛矿太阳电池以及制备无机空穴传输层隔绝空气中水份接触钙钛矿材料等。针对提高电池稳定性的问题,我们主要做了以下两部分工作:(一)氧气钝化钙钛矿薄膜,减小表面缺陷态,提高了电池效率和稳定性:;(二)使用无机空穴传输材料,探究最佳的制备条件,改善电池稳定性。具体的实验结果如下:第一部分:实验室条件下,我们将电池在手套箱中制备,隔绝空气中的水份和氧气对钙钛矿薄膜的影响。但是,在手套箱中这种相对无水无氧的条件下制备钙钛矿薄膜,极大地增加了器件的合成成本,阻碍了器件的工业化应用,所以在空气中制备钙钛矿薄膜将是更廉价,更有吸引力的制备方法。为了促进PSCs的工业化应用,简化电池的制备条件,在本章节中我们主要研究了空气中的氧气对钙钛矿薄膜特性的影响。将钙钛矿薄膜在氩气手套箱中制备,然后放置在除水的空气条件下使钙钛矿薄膜充分的接触空气中的氧气,钝化薄膜表面的缺陷。将放置不同时间的钙钛矿薄膜制备成平面结构的PSCs,通过对比不同条件下的电池的J-V特性曲线得到最优的氧化时间。通过大量的实验对比,我们得到了最优的光电转化效率为21.07%。更重要的是,电池有相对较高的稳定性,把电池在空气中放置100天之后效率相对于初始值只降低了 17%。这项实验结果表明,氧气有助于钝化钙钛矿表面缺陷,提高PSCs的效率和稳定性。第二部分:合成无机空穴传输材料,探究最佳的制备条件。尽管PSCs的光电转换效率已经高达23.7%,但是,就商业化应用来讲就必须解决高成本和低稳定性的问题。其中最有效的发展途径之一是在PSCs中发展无机空穴传输材料(HTMs)。在目前的工作中,我们用修改后的热注入法合成CuInS2量子点(CIS QDs)作为空穴传输材料应用在PSCs中。经过不断的优化后,在太阳能电池中用CIS QDs做空穴传输材料,电池的效率达到了 18.8%,这一结果非常接近于用Spiro-OMeTAD做HTMs的器件的效率(19.2%)。更重要的是,用CuInS2做HTMs的电池的稳定性相比于Spiro-OMeTAD有明显的提高。基于CuInS2的太阳电池在30天之后的光电转换效率相比于初始值只降低了 9%,然而,以Spiro-OMeTAD为基底的电池效率在15天后发生了戏剧性的变化,效率相比于初始值降低了 33%。这项工作的结果表明,在PSCs中用CuInS2做HTMs对提高器件的效率和稳定性都有很大的发展前景。