随着煤炭、石油、天然气等化石能源日趋减少和环境的日益恶化,能源问题和环境问题越发成为当今世界非常突出的两大问题。为了同时解决这两个问题,科研工作者们一直在致力于寻找无污染、可持续的能源。太阳能因其普遍、无污染、能量大、可再生等特点成为最热门的清洁能源之一。作为光伏领域的新星,有机-无机杂化钙钛矿材料具有光吸收系数大、直接带隙适宜、载流子迁移率高等优异的光电性能,被广泛应用于太阳能电池领域。基于钙钛矿太阳能电池的研究现状,本文对钙钛矿太阳能电池的制备和优化做了相关研究。主要包括以下三方面内容:（1）依次对钙钛矿太阳能电池的电子传输层（ETL）、空穴传输层（HTL）、钙钛矿光敏层三个主要层级进行优化,摸索出FTO/TiO₂（50 nm）/CH₃NH₃PbI₃（350 nm）/spiro-OMeTAD（160 nm）/Au（80 nm）的钙钛矿太阳能电池结构,并将器件的光电转换效率（PCE）稳定在10%以上。（2）利用自组装的巯基苯甲酸（4-MBA）单分子层修饰TiO₂致密层改善钙钛矿太阳能电池的性能。对4-MBA修饰前后器件光电性能的变化进行了详细研究,发现4-MBA修饰TiO₂致密层能有效提升钙钛矿太阳能电池的光电流稳定性并能削弱迟滞现象。（3）使用自组装的十二烷二酸（DDDA）单分子层来修饰钙钛矿太阳能电池中TiO₂致密层的表面,TiO₂致密层的导电性能得到大幅提升,并且其能带结构得到优化,促进了电子传输,降低了电子积聚和载流子复合,使得电池的短路电流密度(J_SC)从修饰前的20.34 mA·cm^-2提升至修饰后的23.28 mA·cm^-2,进而使得电池在标准测量条件下的PCE从14.17%提升至15.92%。与此同时,我们还发现,通过DDDA修饰TiO₂致密层,所制备的器件的光稳定性显著提升,器件未封装暴露在AM 1.5光强100 mW·cm^-2的模拟太阳光下超过720 min,保持初始效率的71%以上且趋于稳定。