开展“绿色新能源”一直是当今社会所关注的热点话题之一,太阳能作为可再生能源一直扮演着重要的角色,因此光伏技术也受到越来越多的科研人员的重视。钙钛矿光伏器件作为第三代光伏技术革命的产物广受科研人员的喜爱,尤其是有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(OIHP)由于其优异的光电特性一直是被关注研究的重点方向。据报道目前OIHP的效率已经超过25%,其电池效率已经可以和早已商业化的硅电池相媲美。为了从根本上解决钙钛矿太阳能电池(PSC)的稳定性差的问题,就是将OIHP中的有机阳离子全部替换成无机阳离子,制备纯无机钙钛矿光伏器件。在所有的基于铅基卤化的无机钙钛矿的材料中,CsPbX3(X=I,Br)系列的材料有较出色的光电特性和热稳定性,这为制备稳定的光伏器件提供了可能的解决方案。但是CsPbX3材料中的卤族元素的比例不仅可以决定光吸收特性还决定了该材料的结构稳定性。其中I元素比例越高,材料的带隙越小,光吸收越好,光电特性就越好,但是材料的结构稳定性就越差。为了平衡光吸收和结构稳定性,本文选用CsPbI2Br作为本文研究重点。本文的主要内容如下:(1)优化CsPbI2Br薄膜的沉积厚度,提高无机薄膜稳定性和质量。通过向CsPbI2Br前驱体溶液掺杂适量聚乙二醇(PEG),进而引入聚合物链,然后形成具有聚合物基体(PM-CsPbI2Br)的均匀CsPbI2Br薄膜。将PEG掺入到钙钛矿前驱体溶液中可以增加钙钛矿溶液的粘度。最终通过优化PEG的含量,将CsPbI2Br薄膜从300nm提高到了450nm。并且PM-CsPbI2B薄膜在结晶过程中,聚合物将与钙钛矿相分离,并以聚合物基质的存在形式是围绕在每个钙钛矿晶粒中,这样PEG形成有机网络的保护PM-CsPbI2Br薄膜,使得该光伏器件表现出优异的稳定性。并且PEG形成有机网络阻碍了液体的流动,防止了前驱体溶液的团聚增加了晶种数量并提高了薄膜覆盖率。最终我们采用FTO/致密层TiO2/介孔层TiO2/PM-CsPbI2Br/Spiro-OMeTAD/Au 结构,制备出了具有 12.9%的高重复性的器件,并且该器件在环境条件下存储4个月后仍保持其初始电池率的90%。(2)本文通过热涂的方法改善无机CsPbI2Br钙钛矿薄膜的形貌,减少薄膜孔洞和缺陷,提高薄膜的质量。这种方法主要是改善传统旋涂方法的无机钙钛矿结晶快、晶种少而导致的薄膜晶粒大且分布不均的问题,通过衬底预热提高界面温度,并利用较高的界面温度,局部加速溶剂挥发,促进钙钛矿界面处种子晶的生成;同时维持前驱体温度不变,减缓了溶剂蒸发、薄膜结晶的速率;从而得到尺寸较小、数量更多且分布均匀的钙钛矿晶粒。通过优化工艺,将介孔层结构的CsPbI2Br的光伏器件的效率做到了 10.1%,并表现出了优异的稳定性。(3)本节通过对A位进行少量的BA+离子掺杂,利用2D/3D混合结构,优化薄膜形貌,提高薄膜稳定性,同时,BA+是大尺寸离子,可以稳定材料结构,进一步提高材料稳定性。我们通过对BA+的含量进行优化,最终将BA+含量优化到10%,此时无机薄膜呈现出最好的状态,致密、均匀且几乎无孔洞,并且器件也显示出优异的稳定性。