有机-无机杂化钙钛矿材料(HOIPs)因其优异的光吸收能力、带隙适宜、载流子扩散距离长、缺陷密度低及低温溶液可加工等优点,受到国内外科研工作者的广泛关注。基于HOIPs的太阳能电池仅用了六年时间便达到了25.2%的光电转化效率(PCE)。然而,处在实验室研发阶段的钙钛矿太阳能电池(PSCs)在逐步走向商业化进程中还存在许多问题。首先,实验室条件下应用最广泛的HOIPs薄膜制备方法——“反溶剂法”,经常使用诸如甲苯、氯苯、二氯甲烷等有毒溶剂。毒性溶剂的使用不仅对科研工作者的健康造成伤害,更限制了其在工业化中的应用。此外,PSCs的滞后及稳定性问题也严重影响了PSCs的标准化评估。本文围绕上述“毒性、滞后及稳定性”三个问题,利用绿色溶剂制备钙钛矿太阳能电池并进行如下研究。1.我们对比了绿色溶剂——苯甲醚和实验室常用的反溶剂——氯苯,二者对钙钛矿薄膜的吸光度及结晶性的影响。发现利用苯甲醚在保证钙钛矿薄膜物相和吸光性能不变的前提上,平整度和结晶性等相比于氯苯作为反溶剂均有明显改善。相比于使用氯苯作为反溶剂所制备的钙钛矿太阳能电池的19.09%的光电转化效率,使用苯甲醚作为反溶剂制备的钙钛矿太阳电池的PCE达到了19.42%。2.基于上述成功的案例,我们将苯甲醚首次应用于柔性钙钛矿太阳能电池中钙钛矿薄膜的制备,并取得了PCE为17.09%的柔性PSCs。3.我们通过调控电子传输层费米能级的位置,利用绿色反溶剂法在刚性衬底上制备电池,讨论了电子传输层费米能级位置和界面处势垒对电池滞后的影响。通过优化电子传输层的表面功函,令其与钙钛矿薄膜的能带更加匹配,基于此,我们获得了PCE=21.38%无滞后的PSCs。4.我们报道了一种低温溶液工艺制备Nb₂O₅纳米颗粒的方法,并进一步利用所得产物作为PSCs的电子传输层,使用绿色反溶剂法在刚性基底上制备钙钛矿太阳能电池。相比于使用容易导致PSC性能快速衰减的氧化钛,利用氧化铌作为电子传输层制备得到的钙钛矿太阳电池不仅获得了与氧化钛相当的光电转化效率(PCE=20.22%),且该电池表现出优异的紫外光稳定性,在强紫外光辐照(46 mW/cm²)下持续老化10 h,其短路电流仅衰减6%。