钙钛矿太阳能电池具有可溶液加工，低成本，光电特性优异等优点，近十年来飞速发展，目前小面积(<1cm2)器件的认证效率已经超过25%，未来有望实现商业化。在钙钛矿太阳能电池中，制备高质量的钙钛矿吸光层是实现高效稳定器件的关键。通常钙钛矿前驱体中含有化学活性基团，如有机胺等，因此探究钙钛矿与下层功能层之间的作用，以及如何利用界面调控来制备高质量钙钛矿薄膜是进一步提高器件性能和稳定性的关键。在本论文中，以反式平面钙钛矿太阳能电池为研究对象，主要研究钙钛矿薄膜与下层高分子空穴传输层之间的相互作用，以及对器件性能参数和稳定性的影响，具体如下：
　　1、揭示钙钛矿前驱体对处于氧化态的空穴传输层聚(3，4-乙烯二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的还原作用，并探究其对器件开路电压的影响。首先发现利用甲胺气体后处理法制备的正式结构的钙钛矿太阳能电池器件性能良好，但制备的基于PEDOT:PSS空穴传输层的反式结构器件性能很差。研究发现，甲胺气体处理钙钛矿薄膜过程中还原了下层PEDOT:PSS，造成功函数和电导率降低，影响了空穴的提取和传输。进一步研究发现碘化甲胺MAI以及钙钛矿前驱体都能一定程度上还原PEDOT:PSS空穴传输层，造成吸光层和空穴传输层之间的能垒变大，解释了基于PEDOT:PSS空穴传输层的反式结构器件的开路电压普遍偏低的原因。
　　2、采用中性的高分子(如P3HT，PTB7和PTB7-Th)作为空穴传输层取代PEDOT:PSS，通过简单的空气等离子体处理，降低表面接触角，利用反溶剂法制备了高质量的钙钛矿薄膜。由于这些高分子在钙钛矿制备过程中不会被还原，因此器件的开路电压得到了显著的提高。与基于PEDOT:PSS空穴传输层的钙钛矿电池器件相比，开路电压由0.88V提高到了1.00V以上。器件的能量转换效率因此由参比器件的13%提高到了17%。同时，由于中性高分子空穴传输层疏水性较强，器件的稳定性也得到了提高。
　　3、利用胶体的沉降平衡原理解释了准二维钙钛矿薄膜中垂直方向上相分布产生的原因，同时揭示了下层功能层对准二维钙钛矿薄膜中相分布的影响。在玻璃基底上制备的准二维钙钛矿薄膜中存在明显的相分布，而在酸性PEDOT:PSS上制备的准二维钙钛矿薄膜中相分布被抑制。研究发现相分布的抑制主要是由于酸性的PSS破坏前驱体溶液胶体特性。基于此，通过4-溴重氮苯四氟硼酸盐分子修饰PEDOT:PSS薄膜表面(BrB-PEDOT:PSS)，将酸性的PSS基团变为共价键结合的溴苯基团，因此诱导了准二维钙钛矿薄膜中相分布的产生。基于BrB-PEDOT:PSS空穴传输层制备的准二维钙钛矿太阳能电池的开路电压从1.01V提高到1.11V，短路电流和填充因子几乎不变，因此器件的能量转换效率提高到13.74%，为当时同类器件中最高值。通过瞬态吸收光谱发现，相分布的出现有利于激子的分离和载流子的传输，同时通过SCLC，C-V，EL等测试发现，薄膜中缺陷态密度减少，复合减少，因此器件的能量损失减少。此外，由于BrB-PEDOT:PSS薄膜疏水性更强，因此器件的稳定性也得到了提高。