钙钛矿太阳电池是以具有钙钛矿结构的有机-无机卤化物（CH₃NH₃PbI₃）等为核心光吸收、电子-空穴传输材料的太阳能电池。近年来,钙钛矿太阳电池由于具有高转换效率和低成本且材料制备过程简单等特点,越来越得到重视,目前钙钛矿太阳电池的效率也高达20%以上。钙钛矿太阳电池一般包括电子传输层（n）、钙钛矿层（i）和空穴传输层（p）,共三层组成n-i-p结构,其中对吸光层研究最多的就是取代,例如CsPbI₃、CH₃NH₃SnI₃和CH₃NH₃PbBr₃等。这种取代方式由于组份单一,因此物理性能固定不可调节。本文采取改变掺杂种类和浓度的方式来调控钙钛矿材料的物理性能,如相变温度、稳定性和载流子浓度等。从而对太阳电池的工作原理有更加明确的认识,同时拓宽太阳电池的应用范围。主要研究结果如下:1、掺杂2.5%SnCl₂使CH₃NH₃PbI₃相变温度从57℃提高到90℃CH₃NH₃PbI₃在57℃时结构会由四方相转变成立方相,限制了太阳电池的稳定工作范围。本文提出一种关于改变钙钛矿材料CH₃NH₃PbI₃的相变温度的方法。阐述不同浓度SnCl₂的掺杂对CH₃NH₃PbI₃的相变温度的影响以及光电性能的改变。主要研究了掺杂浓度为0%⁵%的相变温度,在掺杂浓度为2.5%时,获得材料的相变温度达到90℃,拓宽了钙钛矿材料的稳定使用范围,相变温度提高可以归因于晶体取向以及离子晶体相互作用的改善。通过光吸收强度和霍尔效应等光电性能的测试,在与非掺杂CH₃NH₃PbI₃材料相比较,发现低浓度掺杂的样品具有较强的光吸收强度和较低的载流子复合率,掺杂样品制成的太阳电池光电性能有所降低,主要由于载流子浓度的明显改变(载流子浓度从1.139*10¹⁴cm^-3到1.408*10¹⁴cm^-3),从而影响n-i-p结构电池的整体效率。2、掺杂元素对CH₃NH₃PbI₃材料相变温度的影响比较我们对CH₃NH₃PbI₃材料进行了其他多种元素的掺杂并进行了相变温度和光吸收强度的测试分析,得到了不同种物质在掺杂浓度为2.5%下的CH₃NH₃PbI₃材料的相变温度,结果发现:当掺入PbCl₂、CsI和PbBr₂时,明显的降低CH₃NH₃PbI₃材料的相变温度,而掺入NaI、KSCN、CaI₂时,CH₃NH₃PbI₃材料的相变温度无明显变化。通过第一性原理的计算CH₃NH₃⁺在不同取向时的结合能分别为E_[001]=-51.9743 eV,E_[011]=-51.9861 eV和E_[111]=-51.9515 eV,CH₃NH₃⁺在不同取向的能量差为E_[001]-E_[011]=11.8meV,E_[111]-E_[011]=34.6 meV,能量差的结果与实验结果符合较好。这一结果的发现为以后有CH₃NH₃PbI₃关相变问题的解决提供了一个指导方向。3、KSCN掺杂对钙钛矿太阳电池的光电性能研究在主流的钙钛矿太阳电池中CH₃NH₃PbI₃为吸光材料,在根据掺杂2.5%浓度KSCN时,CH₃NH₃PbI₃材料相变温度的基本没有变化的情况下,我们进行了掺杂KSCN钙钛矿太阳电池的制备,进一步对掺入不同浓度的KSCN制备的钙钛矿太阳电池进行光电性能的研究。通过实验发现,当掺杂浓度为5%时晶体的尺寸最大,吸光率最高和载流子复合率最低,因此制备出来的器件性能也最佳。这些研究结果为制备高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了一种简单便捷的方法,具有一定的实际应用价值。