当前,新能源发展以及环境保护问题受到广泛关注。在众多新能源技术中,太阳能光伏技术被认为是解决能源问题较为可行的方法。目前,钙钛矿材料由于具有较高的光吸收能力、较高的载流子迁移率、带隙可调等优点被广泛应用于光电器件研究。基于钙钛矿材料研制的太阳能电池具有光电转换效率高、制备工艺简单等优势,成为当前太阳能电池领域的研究热点。钙钛矿电池有多种结构,其中平面异质结钙钛矿电池因其具有结构简单、制备方便等优点,成为其中一个重要的研究方向。然而,该类电池存在界面浸润性低、载流子分离界面少等问题。针对这些问题,本论文开展了全空气氛围高质量电子传输层和钙钛矿材料制备工艺探索,并重点研究了超薄多孔TiO2插入层和Au纳米颗粒局域表面等离激元共振效应提升电池性能的方案,主要工作内容与研究成果如下:（1）优化了钙钛矿材料制备工艺,探索了全空气氛围基于溶液旋涂法制备TiO2电子传输层和钙钛矿材料的工艺,为高效电池制备提供技术支撑。首先,我们采用溶液旋涂法制备TiO2致密层,探索了在开放环境与密闭环境条件下旋涂、TiO2前驱体溶液静置沉积时间对TiO2表面形貌影响。研究发现,在密闭环境、溶液沉积时间为30 s条件下,TiO2电子传输层表面形貌最佳,适合制备平面异质结电池。进一步,我们研究了 TiO2表面形貌、DMSO添加剂含量、退火方式、退火温度对钙钛矿材料表面形貌影响。结果显示,提升TiO2表面粗糙度有助于提升钙钛矿材料质量;当DMSO与PbI2摩尔比为3:1时,钙钛矿表面微观形貌最好;采用两步退火方式,可消除直接退火对钙钛矿形貌影响;100℃为最佳的退火温度。本部分研究工作为全空气氛围中制备高质量电子传输层和平面钙钛矿材料提供实验参考。（2）研制了具有超薄介孔TiO2插入层的平面异质结钙钛矿电池。实验中基于界面工程技术,引入超薄介孔TiO2插入层,制备高性能平面异质结太阳能电池。首先,我们优化了超薄介孔插入层的制备工艺,探索了前驱体溶液浓度和旋转速度对插入层形貌的影响。研究表明,前驱体溶液浓度为1:20、旋涂转速为2000 rpm时,可在致密电子传输层表面制备出表面形貌均匀、厚度超薄的介孔TiO2插入层。另外,研究发现,相对于传统平面和多孔结构太阳能电池,超薄介孔层的插入有利于钙钛矿材料晶粒长大和致密性提高。基于此制备的电池平均效率达18.5%,比传统平面和介孔电池高1～2%;同时,电池回滞系数也大幅度降低,仅为4.5%。通过机理研究发现,该结构电池性能综合了平面和介孔型电池的优势,一方面拥有平面结构电池高的钙钛矿材料质量和高效载流子输出特性,另一方面拥有介孔结构电池高的载流子分离效率。本部分研究工作为高效电池结构优化设计提供参考。（3）研制了局域表面等离激元共振效应增强型钙钛矿太阳能电池。实验上,我们在FTO和SnO2致密层之间插入一层Au纳米颗粒,具体研究了 Au纳米粒子对太阳能电池性能的影响。首先优化SnO2和Au纳米粒子的制备工艺。结果显示,当SnO2前驱体溶液浓度为0.3 mol/L时,制备的SnO2形貌以及钙钛矿材料质量最好;通过沉积2 nm的Au薄膜,并经400℃快速退火,可制备出形貌较为均匀的Au纳米颗粒,其共振峰位于555 nm左右。基于此制备的电池性能有较大的提升,光电转换效率由16.61%提升至18.77%。通过不同的表征手段分析发现,Au纳米颗粒局域表面等离激元共振效应不仅提升了电池的吸光效率,同时也增强了电池载流子分离效率,从而有助于电池性能提升。本研究工作为新型高效电池结构设计提供一定指导。