由于具备吸收系数高、扩散长度长、激子束缚能低、载流子迁移率高等优异光电性能,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池迅速成为太阳能电池领域的研究热点。近十年来,其光电转换效率从3.8%快速上升至25.5%,可与单晶硅太阳能电池媲美。然而通过溶液法制备的钙钛矿薄膜中存在大量的缺陷,是限制效率进一步提高并造成迟滞现象的关键因素。本文从钙钛矿吸光层出发,通过组分调控及添加剂修饰改善薄膜质量、钝化薄膜缺陷,从而实现钙钛矿太阳能电池效率的提高;本文着重阐述氯化钾添加剂对钙钛矿太阳能电池的作用机制,为钙钛矿太阳能电池的效率提升和迟滞降低开辟了一条新的途径。本论文的主要研究内容及结论如下:(1)通过钙钛矿吸光层的组分调控及进一步的电子传输层的界面修饰,制备高效率标准器件。首先,通过一步溶液法,在钙钛矿前驱体溶液中引入铯离子,制备得到三元阳离子钙钛矿薄膜。本文发现铯离子有助于提高薄膜的结晶性和吸光强度,进而提升器件的电流。当铯离子掺杂比例为5%时,器件性能最佳。另一方面,为了解决二氧化钛的电子迁移率较低造成的的器件迟滞现象,进一步使用双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐修饰二氧化钛,通过优化界面载流子提取,有效减小了滞回,并最终获得了光电转换效率为17.4%的标准三元阳离子钙钛矿太阳能电池。(2)利用氯化钾作为添加剂,实现对钙钛矿薄膜的有效钝化,并探讨了钾离子和氯离子在提升器件性能中的协同作用。本文证明钾离子与氯离子主要存在于钙钛矿晶界处,钾离子通过与卤素的相互作用抑制卤素离子迁移,而氯离子则能有效钝化卤素空位缺陷位点。通过缺陷钝化,载流子的非辐射复合得到有效抑制,钙钛矿中载流子的寿命从28 ns提升至182 ns;此外,KCl的引入能够调控钙钛矿薄膜的能带位置,从而促进载流子的界面提取。最终,相比标准器件(1.087 V),添加了KCl的器件实现了1.162 V的高开路电压,光电转换效率从17.2%提升至18.2%;同时,器件的滞回得到有效改善,迟滞因子从0.19下降至0.04。本文基于对三元阳离子钙钛矿薄膜的系统性研究和针对性优化,有效实现了太阳能电池性能的提升。本文阐释了添加钾离子和氯离子在钝化缺陷、促进载流子输运以及提高器件性能方面的协同效应,为构建高效钙钛矿太阳能电池提供了一种有效的策略。