日益严峻的全球能源危机和环境污染已经成为备受关注的问题,未来社会和经济的持续发展,对开发利用清洁能源的需求日渐迫切。在天然气、风能发电、水力发电和太阳能等众多清洁能源中,太阳能因其来源广泛、能量巨大、绿色且可持久等特点而备受关注。太阳能电池是利用太阳能的一种有效形式,其中钙钛矿太阳能电池因其结构简单、易制备且光电转换效率高已成为目前发展最快的太阳能电池。但在钙钛矿太阳能电池的制备中仍然存在很多因素限制其性能提升。本文针对钙钛矿太阳能电池中存在的缺陷密度较大,载流子传输效率低及器件稳定性差等问题展开研究。通过对钙钛矿层和电荷传输层进行优化,在改善他们自身性能的同时还可以改善界面接触,进而降低载流子传输过程中的能量损失,增大载流子的传输和收集效率,最终提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。主要研究内容包括:（1）开展了基于Ba Cl2掺杂的钙钛矿太阳能电池的性能研究。在钙钛矿前驱液中掺杂不同质量的Ba Cl2,由于Ba2+与Pb2+半径相似且略大于Pb2+,因此Ba2+会部分取代Pb2+进入钙钛矿晶格,从而引起晶格膨胀,增大了钙钛矿晶粒尺寸,改善钙钛矿薄膜质量,调整能级结构,减少界面载流子非辐射复合。同时Cl-会对钙钛矿形貌产生影响,增大了载流子的扩散长度,有利于提升载流子的传输和收集效率。通过上述优化过程,基于20 mg Ba Cl2掺杂的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从16.85%提高到了21.06%。（2）利用多金属离子掺杂Sn O2改善电子传输层及器件性能。研究工作一,在Sn O2中掺杂K+和Cs+离子形成x mg KC-Sn O2复合电子传输层。通过控制Cs+的掺杂量调节电子传输层的电导率和电子迁移率,降低Sn O2表面缺陷,增加载流子的传输效率。另外,K+和Cs+的掺杂可以调节电子传输层与钙钛矿层之间的能级匹配,降低载流子界面传输电阻,增大器件填充因子。基于10 mg KC-Sn O2电子传输层的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从18.66%提高到了21.62%,填充因子从72.48%提升到81.00%。研究工作二,在Sn O2中掺杂Na+和Cs+离子形成Sn O2@Na:Cs电子传输层,与Sn O2电子传输层相比,Sn O2@Na:Cs电子传输层具有更高的电导率和电子迁移率,更好的表面形貌和更匹配的能级结构。由于钙钛矿层的结晶质量得到改善,从而降低了界面缺陷密度,提高了载流子传输和收集效率。通过控制Na+离子的掺杂比例,基于Sn O2@Na:Cs（1:3）电子传输层器件的光电转换效率从18.39%提高到了22.06%,开路电压值从1.06 V提高到了1.13 V。（3）开展了基于2,3,4,5,6-五氟苯基溴化铵（5PFP-Br）优化的钙钛矿太阳能电池的性能研究。首先,5PFP-Br对电子传输层表面优化,可以降低Sn O2表面氧空位缺陷密度,增加其电导率。通过优化能级匹配,增加其内建电势,有利于增强电子的传输,提升电子的收集效率。其次,分析了5PFP-Br对钙钛矿层表面优化,由于5PFP-Br中的F-可以与钙钛矿中的Pb2+形成共价键,降低钙钛矿中的缺陷密度,增强其结构稳定性。同时Br-的引入可以优化钙钛矿层能级结构,增大载流子的传输效率。最后,分析了5PFP-Br同时对电子传输层和钙钛矿层双表面优化,器件的最高光电转换效率达到21.15%,其中填充因子达到了80.04%。（4）基于叶绿素铜钠优化电子传输层的性能研究。在Sn O2溶液中引入叶绿素铜钠溶液,获得Scc-Sn O2电子传输层。叶绿素铜钠的引入可以改善电子传输层表面形貌,增大其电导率和电子迁移率。良好的电子传输层表面形貌有利于获得晶粒尺寸较大的高质量钙钛矿薄膜,因此改善了电子传输层与钙钛矿层之间的界面接触,降低界面缺陷密度,进而增大了载流子的传输和收集效率。当叶绿素铜钠和Sn O2的体积比为1:15时,器件的光电转换效率达到了19.56%。