现代社会对能源的需求越来越大,全球能源危机日益加剧,研究和开发新能源以解决化石能源短缺问题迫在眉睫。太阳能具有绿色无污染、储存丰富和价格低廉的优点,是未来清洁能源的主要候选者之一。与传统的硅基等太阳能电池相比,钙钛矿太阳能电池具有高效率、低成本、工艺简单以及可实现柔性器件等优点,从而受到越来越多科研工作者的关注。特别是碳基的无空穴传输材料（HTM）的钙钛矿太阳能电池（PSCs）,由于其低成本、高效率和高稳定性的特点,非常有利于大规模生产应用。其中,电子传输层和介孔绝缘层作为碳基钙钛矿太阳能电池的支架是其主要组成部分,对提高电池器件光电转换效率和稳定性起到重要作用。本论文重点研究了介孔绝缘层对钙钛矿渗透性和结晶性的影响,通过提高钙钛矿材料的结晶性和大晶粒的形成来提升电池器件的光电转换效率。进行了电子传输材料的形貌及其膜层厚度对钙钛矿太阳能电池性能影响的研究,探讨了电池内部电荷传输路径和电荷复合机制。通过提高光生电子的转移,减少电荷的界面复合来提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。文章的主要内容为:（1）以钛酸四丁酯为钛源,利用水热法合成制备了锐钛矿二氧化钛纳米片。并将其制备成氧化钛浆料,用于丝网印刷二氧化钛电子传输层（ETL）。同时,将Al₂O₃和ZrO₂颗粒也制备成印刷浆料,用于制备绝缘介孔层。最后,制得的碳浆料被印刷在Al₂O₃或ZrO₂绝缘介孔层上,经过烧结后将钙钛矿前驱体溶液滴到介孔碳层表面使其渗入整个器件,最终得到了完整的PSCs器件结构。经过测试发现,使用介孔ZrO₂作为绝缘层的电池器件获得了高达20.2 mA cm^–2的短路电流密度(J_sc)和8.72%的光电转换效率（PCE）,比Al₂O₃介孔绝缘层电池器件的短路电流密度和光电转换效率分别提高了23.17%和59.12%。研究表明,ZrO₂绝缘层中颗粒粒径较大,比表面积相对较小,从而形成了较大的孔隙。这些大的空隙有利于钙钛矿前躯体溶液的渗透和结晶,有利于大晶粒的形成以减小晶体边界的形成。从而使得其形成了更高的光电流和能量转换效率。（2）采用水热法以钛酸四丁酯、氢氟酸和去离子水为原料一步水热合成了单晶锐钛矿相二氧化钛纳米片。制得的锐钛矿相二氧化钛纳米片边长为97 nm,厚度为13 nm。同时,将制得的二氧化钛纳米片作为电子传输材料,制备了不同浓度的二氧化钛浆料。研究了二氧化钛纳米片层的厚度对钙钛矿太阳能电池光生电子转移过程、电荷界面复合及其转换效率等方面的影响。通过优化各方面参数后,1.0μm二氧化钛纳米片层厚度的钙钛矿太阳能电池展示出最优的8.11%的效率。通过研究表明,二氧化钛纳米片{001}面高的表面活性能吸附更多的甲胺铅碘分子,促进了电子从甲胺铅碘注入到二氧化钛纳米片。较厚二氧化钛纳米片层电池器件拥有较高的界面电阻,有效地阻止了界面的电荷复合,从而有利于钙钛矿太阳能电池性能的提高。