随着全球温室效应的日益严重,人们迫切的想要寻找新型的清洁能源来替代化石能源解决全球变暖的问题。世界上含量最多的清洁能源是太阳能,太阳能电池是开发利用太阳能的有效方式之一。钙钛矿太阳能电池(PSCs)是目前第三代新型的太阳能电池,因其超高吸光系数,环保廉价原材料及简单旋涂工艺使其成为光伏发电的新星。但钙钛矿太阳能电池的要实现商业化,光电转换效率(PCE)和稳定性问题仍需进一步提升。本文通过调控电子传输层(ETL)来提高界面处电子的抽取,减少迟滞现象;制备新型的纯无机二维(2D)钙钛矿材料来提高PSCs的稳定性;用2D材料钝化FAPbI₃薄膜表面的空位缺陷,提高空穴抽取率、减少非辐射复合和抑制离子迁移,最终制备出高效稳定的PSCs器件。主要研究成果如下:(1)通过对电子传输层的浓度优化,并提出将钴盐掺杂到ETL,来提高电子传输层与钙钛矿吸收层界面处的电子抽取和钙钛矿薄膜的质量。最后,在钴基(3)双三氟甲烷磺酰亚胺盐(FK209)和二异丙氧基双乙酰丙酮钛的摩尔比1:1000的掺杂量下获得了19.97%的最优PCE。而在相同条件下,初始效率只有17.70%,器件迟滞现象严重,稳定性较差。(2)通过用碱土金属和卤素离子构成的(Ca Br)⁺、(Mg Br)⁺对二维钙钛矿(通式R₂A_n-1B_nX_3n+1)的R位离子进行替换,制备了n=1的二维钙钛矿材料,并分别制备了n=20、40、60的二维钙钛矿太阳电池。本文获得了1000 h后仍能保持初始效率的95%以上的稳定性,但最高PCE只有18.43%。(3)通过用新制备的二维钙钛矿材料对FAPbI₃钙钛矿进行钝化处理,钝化三维钙钛矿薄膜表面的空位缺陷,减少非辐射复合来提高电池PCE;通过二维材料中金属离子对卤素离子的强离子极化作用来抑制离子迁移提高钙钛矿太阳能电池器件的稳定性。最终获得了23.08%的最优PCE,器件的稳定性在1000 h后仍保持初始效率的90%以上。