钙钛矿太阳电池因光电转换效率较高、工艺简单、原材料丰富廉价等优势,在光伏领域引起了研究热潮。但有机无机杂化钙钛矿(ABX3)固有的不稳定性限制了其在太阳电池领域内的长远发展与大规模商业化应用。目前,为了提高热稳定性,将A位有机阳离子替换成无机金属铯(Cs),构成全无机CsPbX3钙钛矿材料。CsPbI3具有较宽的带隙和较大的带宽,特别是与基于有机阳离子的钙钛矿相比具有更好的热稳定性,是未来钙钛矿太阳电池发展的重要方向。但CsPbI3材料制备过程的本身存在一些问题,亟待解决的是纯相CsPbI3黑色立方相(α相)需要在335-350℃的高温下形成,且对空气敏感、室温下无法稳定存在。为了找到一种能在低温状态下制备更稳定的CsPbI3的方法,本文通过利用HBr处理和提前制备HPbI3化合物来优化CsPbI3材料的制备过程,改善薄膜质量,以使全无机CsPbI3钙钛矿太阳电池的性能得到优化。具体研究如下:1、使用一步旋涂法,在纯CsPbI3前驱体溶液中添加少量氢溴酸低温制备全无机钙钛矿,通过与氢碘酸处理CsPbI3以及纯CsPbI3直接制备法进行比较得出结论。本项工作主要研究了 HBr处理CsPbI3的制备过程对薄膜的吸光性能、钙钛矿层的表面形貌、钙钛矿晶体质量、光电性能以及等相关方面的作用。经过HBr处理,相对较小的Br部分取代I可以收缩晶格并稳定其结构,这样Cs+会更能稳定住PbI6八面体结构,形成的钙钛矿相也就更稳定。添加HBr促进快速结晶,生成较小尺寸的晶粒能在室温下更好地稳定于钙钛矿相,同时Br的掺入使得功函数发生变化,禁带宽度变宽,大大提高了开路电压。由此种方法制作的全无机钙钛矿太阳电池的光电转换效率从4.43%提升至10.28%。2、该研究提出了一种通过预合成HPbI3化合物并在空气中制备全无机钙钛矿太阳电池的方法。本文先合成HPbI3化合物粉末并研究其特性,再将HPbI3化合物粉末处理全无机CsPbI3钙钛矿与氢碘酸(57wt%HI的水溶液)处理进行对比,得到了两种不同形貌的钙钛矿薄膜。我们对两种钙钛矿薄膜表面进行扫描电镜(SEM)、紫外可见吸收以及X射线衍射(XRD)等表征测试。结果表明预合成的HPbI3结构中PbI2层间距增大,晶格扩张,形成了 H键配位。配位的形成有利于CsI进入晶格并减缓阳离子交换的速度,得到了高质量的薄膜,由此获得效率更高性能更优的太阳电池,光电效率由3.88%提升至9.89%。总之,HBr处理和提前制备HPbI3化合物能够优化CsPbI3材料,提高钙钛矿相稳定性,并显著提高CsPbI3钙钛矿电池的光电转换效率。本文的研究为后续CsPbX3钙钛矿材料的研究及其在太阳电池中的应用提供了新的参考。