近年来,钙钛矿材料在金属卤化物钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中的应用取得了惊人的发展速度,科研人员们通过对钙钛矿材料的改进、器件结构和界面的设计对PSCs进行了优化,目前,最高的认证光电转换效率(power conversion efficiency,PCE)超过了25%。在解决全球能源生产问题的过程中,PSCs作为一种持续的、可再生能源技术已经在学术界仍然存在争议。PSCs的发展不仅提高了第三代太阳能电池的性能,而且还展现了它与第一代和第二代太阳能电池技术的兼容性,用于扩大发电机制,这是光伏领域中一个重要的突破。因此,PSCs是下一代薄膜光伏应用中极有前途的候选者。PSCs虽然具有良好的兼容性,制备成本较低,但是PSCs还存在一些问题亟待解决:工作效率低、长期稳定性差等。载流子传输层对PSCs的工作效率和长期稳定性有着重要的影响。有机空穴传输层(hole transport layer,HTL)通常需要进行掺杂,以提高其电导率。然而,常用的添加剂双三氟甲磺酰亚胺锂(Li-TFSI)具有吸湿性的问题,在较高湿度的条件下会液化,使得HTL和钙钛矿薄膜被水分子破坏。而4-叔丁基吡啶(t-BP)的挥发性较高,不利于器件的长期稳定性。此外,电子传输层也存在一些问题需要改进。低温制备的SnO₂薄膜会导致大量的氧空位,导致SnO₂与钙钛矿界面的非辐射复合。同时,SnO₂与钙钛矿存在晶格失配的问题,导致界面应力和缺陷。这会产生界面电荷复合,不利于界面的稳定性。本文将对载流子传输层进行修饰,以解决器件的长期稳定性较差的问题,改善钙钛矿与传输层界面处的缺陷,提高传输层对载流子抽取能力,抑制器件的非辐射复合,获得高效稳定的PSCs器件。本文首先通过在聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)中添加含氟疏水化合物三(五氟苯基)膦(35FP),增加了载流子抽取能力,降低了器件的缺陷密度,并显著提高了器件整体性能。与未掺杂的器件(PCE=14.11%)相比,35FP掺杂的器件表现出了优异的性能,效率可达到20.45%。此外,由于35FP中含有大量的强电负性的氟离子,含有35FP掺杂的PTAA具有更好的疏水性,并且器件的长期稳定性得到显著增强,在未封装的条件下,在空气中(25℃,30%-60%RH)存放1000 h后,器件PCE保持了80%的初始效率。本研究提供了一种新的方法代替稳定性较差的Li-TFSI和t-BP掺杂,为HTL的添加剂工程提供了一种简便的方法,来制备高效和稳定的PSCs。其次,通过将酪氨酸(Tyr)添加到SnO₂中,以填补SnO₂薄膜的氧空位,并促进钙钛矿的成核结晶。经过Tyr修饰后,SnO₂与钙钛矿层的界面接触增加,减少了界面缺陷。此外,Tyr的引入能够有效抑制界面电荷复合,提高电子抽提效率。与对照器件相比,Tyr修饰的PSCs的效率得到了显著的提升,PCE为22.17%。此外,Tyr修饰的器件在未封装的情况下,在室温(25℃,25±5%RH)下保存864 h仍能保持87%的初始效率。本研究通过对SnO₂进行修饰,并填补了SnO₂与钙钛矿之间的缺陷,为开发下一代稳定、节能的PSCs铺平了道路。