钙钛矿薄膜具有高吸光系数、长的载流子寿命和扩散距离等优点,在短短十年内迅速发展,钙钛矿太阳能电池的认证效率已经达到23.7%。在钙钛矿太阳能电池中,电荷传输层决定载流子的注入、传输和收集过程,对器件的光伏性能具有重要影响。本文研究内容包括电子传输层表面修饰,新型空穴传输材料应用以及空穴传输层修饰三方面工作。TiO₂作为目前常用的电子传输层材料,一方面其电子迁移能力较弱,另一方面其表面存在较多氧空位等缺陷,会加重载流子的复合。本文在TiO₂表面引入富勒烯衍生物C60NH₂修饰层,器件光伏性能得到提升,最高效率为18.34%。SEM、XRD等结果表明C60NH₂对钙钛矿晶体生长有一定的调节作用,可以抑制PbI₂在钙钛矿晶界处的聚集,从而抑制载流子在钙钛矿薄膜内发生非辐射复合。IV、电导率测试结果表明C60NH₂修饰层促进电子在MAPbI₃/TiO₂界面处传递,提升电子的注入效率。PL等结果表明C60NH₂修饰层可以钝化TiO₂表面缺陷态,抑制载流子在MAPbI₃/TiO₂界面发生非辐射复合。Spiro-OMeTAD作为常用的空穴传输材料,其制备过程复杂、成本较高,而且对器件长期运行稳定性有不利影响。本文引入一种锌卟啉（ZnPy）空穴传输材料,该材料制备过程简单,成本低廉,广泛应用在有机光伏电池中。通过选择合适ZnPy薄膜制备工艺,器件的最高光电转换效率达到13.75%,而采用Spiro-OMeTAD空穴材料器件最高效率为16.08%。虽然ZnPy器件在光伏性能上落后Spiro-OMeTAD器件,但是空穴迁移率、电导率和PL等表征结果表明两种材料的差距并不明显。同时,ZnPy薄膜致密性很好,可以很大程度上阻隔潮湿空气渗透,抑制钙钛矿晶体发生分解。采用ZnPy空穴材料的器件稳定性得到明显提升。CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池在近几年发展迅速,器件光伏性能和稳定性能都很优异,但是CsPbI₂Br与空穴传输材料在能带匹配上存在问题,空穴在两者界面处的传递受到影响。本文在CsPbI₂Br/HTL界面之间引入一层NiO_X修饰层。当在CsPbI₂Br与Spiro-OMeTAD界面间引入NiO_X时,器件的光电转换效率可以达到9.09%;而当在CsPbI₂Br与P3HT界面引入NiO_X时,器件的光伏性能提升不明显。空穴迁移率、电导率等表征也表明在Spiro-OMeTAD器件中,NiO_X修饰层可以提升空穴注入效率,抑制载流子的非辐射复合。