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作为新型太阳能电池的代表,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池在最近十多年备受关注,其光电转换效率（Photoelectric Conversion Efficiency,PCE）从2009年的3.8%迅速激增到2020年认证的25.5%。钙钛矿太阳能电池（PSCs）这一迅猛的发展进程得益于钙钛矿材料优异的光电性能和可溶液制备的特性。优异的光电性能包括:低的激子结合能、长的载流子寿命和扩散长度、双载流子传输特性、在可见光和近红外区域高的吸收系数、高的缺陷容忍度等。虽然PSCs的PCE增长迅速,但其仍然面临着稳定性差、迟滞效应严重等问题,这阻碍了PSCs商业化的发展。在正式平面结构的PSCs中,电子传输层（ETL）和钙钛矿层间的异质结界面与载流子的提取、传输及复合过程紧密相关,界面性质对钙钛矿电池的性能影响较大。本论文工作主要针对正式平面结构PSCs的ETL与钙钛矿层的界面对电池性能的影响展开研究,通过界面修饰来提高钙钛矿薄膜的结晶质量、钝化界面缺陷、减少界面的载流子复合,从而提高了正式平面结构的PSCs的效率和稳定性,抑制了其迟滞效应。主要开展了如下工作:针对界面缺陷而引起的ETL与钙钛矿层界面载流子复合的问题,本工作采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）与富勒烯衍生物（PCBM）混合材料制备的钝化层来钝化二氧化锡（Sn O2）与钙钛矿层界面。通过调节PMMA与PCBM的比例来调整界面层的钝化作用与电导率之间的平衡,利用两者的协同作用使PSCs的效率达到最优。研究表明,PMMA:PCBM混合钝化层并没有改变钙钛矿的晶体结构,但可以有效钝化界面缺陷,抑制界面载流子复合,减少电压损失。通过优化PMMA:PCBM的比例来控制其钝化效果,当PMMA:PCBM的比例为1:2（质量比）时,钝化效果最好,PSCs具有最佳的光伏性能。与未钝化的器件相比,电池的开路电压(Open-Circuit Voltage,Voc)从1.13 V提高到1.17 V,PCE从17.32%提高到18.63%,同时界面钝化层的插入有效抑制了电池的迟滞效应。此外,钝化后电池的空气稳定性显著提高,未封装的电池在室温下存储768小时后,其PCE还可以保持初始效率的82%;而未钝化的电池仅在存储360小时后PCE就出现明显的下降。针对钙钛矿薄膜成核结晶过快导致薄膜晶粒尺寸较小、Sn O2与钙钛矿能级匹配度不高以及界面载流子复合严重的问题,本工作采用甲基氯化铵（MACl）作为界面层来修饰Sn O2与钙钛矿层界面。研究表明,MACl通过诱导钙钛矿成核而起到辅助结晶的作用,增大了钙钛矿的晶粒尺寸,减少了晶界数量,从而提高了PSCs的短路电流密度(Short Circuit Current Density,Jsc)。同时,MACl界面层还可以调节Sn O2的导带位置,修饰后的Sn O2的能级排列与钙钛矿更加匹配,从而加速了载流子的传输,提高了电池的Voc。此外,MACl中的Cl-可以有效钝化Sn O2ETL/钙钛矿层界面的反位缺陷,从而抑制界面载流子复合。通过优化MACl的浓度来调节其钝化效果,当MACl的浓度为3 mg/m L时,PSCs的PCE达到最高。修饰后,电池的PCE从17.46%提高到19.20%,同时MACl界面层的插入减小了电池的迟滞效应。PCE的提高主要得益于Voc和Jsc的大幅增加:Voc从1.13 V提高到1.19 V,Jsc从22.44 m A/cm~2提高到23.99 m A/cm~2。此外,MACl修饰后电池的空气稳定性显著增加,未封装的电池在空气中存放1000小时后仍然保持了其初始效率的82%。而在相同的储存条件下,未修饰的电池的PCE在存储720小时后迅速下降,只保留了其初始效率的54%。针对由于Sn O2氧空位缺陷和Sn O2/钙钛矿界面缺陷而导致的载流子复合问题,本工作利用乙醇胺（EA）界面层来修饰Sn O2与钙钛矿层界面。结合表征结果可知,Sn O2表面氧空位缺陷的减少主要是由于EA分子中的羟基与Sn O2中未配位的Sn原子结合形成了路易斯碱加合物,从而抑制了界面载流子的复合;并且EA中的末端胺基可以钝化Sn O2与钙钛矿界面未配位的Pb2+缺陷,减少载流子的非辐射复合。同时,经EA修饰的Sn O2的导带底位置向下移动,可以更好的与钙钛矿的能级匹配,减少了ETL/钙钛矿层界面的能量损失,从而保证了更有效的电子传输。通过调节EA在2-甲氧基乙醇中的含量来确定其最佳的钝化效果:当EA的浓度为2%时,电池的PCE达到最高。2%EA修饰后,电池的Voc从1.10 V提高到1.13 V,Jsc从22.61m A/cm~2提高到23.22 m A/cm~2,FF从73.05%提高到77.62%,PCE从18.17%提高到20.44%,并且钝化后器件的迟滞效应显著减小。此外,EA修饰的电池的稳定性显著提高,在空气中存放1000 h后还保持其初始效率的78%;而未修饰的电池在相同的存储条件下存放760 h后只仅保留了其初始效率的55%。综上所述,本论文以PSCs的ETL与钙钛矿层界面为切入点,利用PMMA:PCBM界面钝化、MACl界面改性及EA界面修饰的方法,提高了正式平面结构PSCs的PCE及稳定性,减小了电池的迟滞效应。本文的研究内容对推动高效稳定PSCs的发展提供了一种新的研究思路。