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钙钛矿太阳能电池因其转换效率高、制备成本低,已经成为太阳能电池领域的研究热点。目前提高钙钛矿太阳能电池的转换效率有多种途径,主要包括钙钛矿材料的优化、新型钙钛矿材料的开发、电子传输层和空穴传输层的优化等。本文通过甲胺修饰一步旋涂法,制备并优化了结构为FTO/TiO2/CH3NH3PbI3/Spiro-OMeT AD/Au的钙钛矿太阳能电池。进一步地,通过对不同TiO2电子传输层的制备方法及结构形貌研究,研究并总结了其对钙钛矿太阳能电池性能的影响,主要工作如下:(1)分别采用旋涂法、磁控溅射和原子层沉积制备TiO2致密层,并研究了其作为电子传输层对钙钛矿太阳能电池性能的影响。研究表明,与旋涂法和原子层沉积制备的TiO2致密层相比,磁控溅射制备的Ti02致密层的晶粒更大、内部晶界更少。以磁控溅射制备的TiO2致密层作为电子传输层的FTO/TiO2致密层/CH3NH3PbI3结构具有良好的光吸收特性,制备的钙钛矿太阳能电池具有良好的整流特性和最佳的光电转换性能。(2)通过水热法制备了纳米花、纳米管和纳米柱等不同结构的TiO2,研究了不同纳米结构TiO2对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明,纳米柱结构TiO2为金红石型晶体结构,有序性好。以其作为电子传输层的FTO/纳米柱结构TiO2/CH3NH3PbI3结构具有良好的光吸收特性。与纳米花结构TiO2、纳米管结构TiO2相比,纳米柱结构TiO2对钙钛矿太阳能电池的优化作用最佳。(3)详细研究了纳米柱结构TiO2的不同制备工艺及其作为电子传输层对钙钛矿太阳能电池的影响。研究了不同工艺制备TiO2籽晶层上水热生长纳米柱结构TiO2的形貌与结构;探讨了不同形貌与结构的纳米柱结构TiO2对钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明,磁控溅射制备的TiO2籽晶层表面粗糙度大,有利于纳米柱Ti02的生长。在磁控溅射制备TiO2籽晶层上生长出纳米柱垂直阵列结构TiO2。以其作为电子传输层的FTO/纳米柱垂直阵列结构TiO2/CH3NH3PbI3结构具有良好的光吸收特性,制备的钙钛矿太阳能电池具有良好的整流特性。与旋涂法和原子层沉积制备工艺相比,磁控溅射制备工艺所获得的TiO2籽晶层可生长出垂直阵列的TiO2纳米柱结构,以此制备的钙钛矿太阳能电池性能最佳。