钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells,PSCs）是目前在光伏领域备受瞩目的焦点之一,光电转换效率（Photoelectric conversion efficiency,PCE）超过了25%,与传统硅基太阳能电池相媲美。但由于采用了金电极及昂贵的空穴传输层（Hole Transport Layers,HTLs）材料,致使其制备成本较高,且稳定性不佳,难以实现大规模生产及商业化应用。使用丝网印刷工艺制备的无HTL的PSCs,不仅减少了成本,还提高了器件的稳定性,同时使用碳材料代替金属作为对电极进一步降低了生产成本,有利于PSCs的商业化推广,且这种器件利用了简易的适合大规模制备的工艺,光电转换效率最高可达16%,有较好的前景但目前还不能满足商业化应用的需求。这种类型的PSCs器件采用TiO2作为电子传输层（Electron Transport layers,ETLs）,在器件中起着十分重要的作用。本文从电子传输层出发,从以下几个方面优化器件:首先,从选材方面,采用SnO2作为器件的支架以及电子传输材料替代TiO2材料,为寻找更适合作为电子传输层的金属氧化物材料提供理论基础和事实依据;其次,从材料的合成与应用方面,合成了NH2-MIL-125作为制备多孔TiO2的前驱材料,并将此种新型TiO2作为电子传输层材料提高电池效率;最后,从器件结构方面,设计了SnO2/TiO2双电子传输层结构的器件,进一步提升电池的效率。研究内容及结果如下:1.以SnO2作为多孔ETL材料,制备成合适的多孔层浆料,并通过丝网印刷工艺将其用于碳基可印刷钙钛矿太阳能电池中。通过对浆料及退火温度的控制优化以提高器件性能,虽然目前所得到的效率低于商用TiO2材料器件,但与近年有关报道中类似结构的器件相比,已取得了较好的进步,其中最好的器件光电转换效率能够达到8.8%,为SnO2替代TiO2成为新一代高效稳定钙钛矿器件的电子传输材料提供了基础。2.成功合成了NH2-MIL-125,并将其衍生的锐钛矿TiO2纳米晶用于可印刷的碳基钙钛矿器件中。这种TiO2呈饼状的形貌可以促进丝网印刷过程中均匀多孔层的形成,有利于钙钛矿的渗透和结晶。另外,用同样的方法从MIL-125中获得了另一种TiO2纳米晶粒用于对比。在PSCs中作为ETLs时,基于这两种TiO2的器件表现出较高的PCE,分别为13.49%和12.55%。与此同时,该器件具有良好的稳定性。3.为了进一步提高PSCs器件的性能,设计了更为合理的SnO2/TiO2双层电子传输层结构器件,由于SnO2具有比TiO2更低的导带与价带,SnO2/TiO2提取电子后能够更好的传输电子,从而提高器件性能。通过对SnO2/TiO2双电子传输层的制备工艺优化,得到了最高效率为13.77%的器件。