甲胺铅卤化物钙钛矿太阳能电池具有转换效率高、成本低和工艺简单的特点引起了研究热潮,但其含有毒铅对环境的威胁、需要高温制备的TiO2电子传输层以及成本昂贵的Spiro-OMeTAD空穴传输层,是影响该类电池广泛应用的因素。本文从当前电池存在的这些问题出发,利用一维器件仿真软件设计并模拟了无铅的锡基钙钛矿电池、全钙钛矿电池以及无空穴传输层的钙钛矿电池,进一步改善了该类电池的光伏性能。论文的主要内容如下:论文首先进行了无铅的钙钛矿电池的设计。研究了掺杂、电子亲和势、缺陷态等因素如何影响电池性能的。表明通过优化结构参数和制备工艺,无铅的甲胺锡卤化物电池的效率有可能达到并超越目前广泛应用的铅基电池,作为环境友好型的电池今后有着很大的发展潜力。其次,基于钙钛矿具有的良好的双极性电荷传输特性,设计了一种p-i-n型全钙钛矿太阳能电池。研究了掺杂浓度、膜层厚度以及带隙匹配等因素对电池效率的影响。发现通过能带匹配度可以实现串联太阳能电池设计中的电流匹配和高开路电压问题,并使吸收光谱拓宽和复合率降低,太阳能电池的性能明显提高。最后,设计了无空穴传输的钙钛矿电池,分析了钙钛矿层带隙、掺杂及厚度对电池性能的影响,通过调节以上参数可以在一定程度提高无电荷传输层的钙钛矿电池的效率。