目前,在光伏领域,钙钛矿太阳能电池是最重要的研究课题之一。经过十年的发展,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%被提升到了23.3%。此外,钙钛矿材料来源广泛,薄膜可以用液相法制备,这些优势使有机无机铅卤钙钛矿材料成为晶体硅后最具前景的光伏材料。TiO2是钙钛矿太阳能电池应用最广泛的电子传输材料,但是TiO2的电子迁移率过低,紫外稳定性差,所以TiO2并不是理想的电子传输材料。SnO2的电子迁移率比TiO2高出两个数量级,更宽的带隙使得SnO2具有更好的空穴阻挡能力,抑制了电子空穴的复合,同时更宽的带隙还能避免高能光子的吸收,减小电流的损失。最常用来制备钙钛矿太阳能电池各层的方法是旋涂法,这一方法虽然有着操作简便,条件温和等优势,但是这种方法所制备的电池有效面积较低,薄膜的制备过程也不易控制,可重复性差,这阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化进展。本论文针对钙钛矿太阳能电池这两方面问题,进行了如下研究:(1)运用磁控溅射法制备钙钛矿太阳能电池的SnO2电子传输层。本文探究了 SnO2薄膜的最佳退火温度,结果发现,在真空管式炉中进行200℃的退火处理后,SnO2薄膜兼具良好的结晶性以及表面平整度,保证了对电子的输送能力和与钙钛矿薄膜充分的接触。(2)运用磁控溅射法与液相法相结合制备钙钛矿薄膜(CH3NH3PbI3)。首先通过磁控溅射法制备PbO薄膜,随后将基底浸入CH3NH3I的溶液中,在浸泡过程中可以观察到基底表面逐渐变为黑色,浸泡完成后将薄膜置于真空管式炉中进行100℃的退火处理,制备了表面平整、面积较大的钙钛矿光吸收层。(3)将磁控溅射制备的SnO2电子传输层、磁控溅射法与液相法共同制备的钙钛矿薄膜组装,选用2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(spiro-OMeTAD)作为空穴传输层、Au作为金属电极,制备了钙钛矿太阳能电池,并与基于TiO2电子传输层的钙钛矿太阳能电池、基于旋涂法制备的钙钛矿光吸收层的钙钛矿电池作对比,结果表明,以TiO2作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池虽然具有更高的开路电压,但是短路电流密度相比于以SrnO2作为电子传输层的钙钛矿太阳能电池明显降低,将传统的TiO2电子传输层替换为SnO2后电池效率由10.12%提升至10.89%;将磁控溅射与液相法结合制备的钙钛矿薄膜引入钙钛矿太阳能电池后,填充因子下降,转换效率由10.89%下降到8.70%,但是电池的有效面积显著提高,由0.12 cm2提升至0.9 cm2。