相较于有机-无机杂化钙钛矿半导体材料,全无机卤化物钙钛矿以其优异的薄膜热稳定性和较高的晶体结构稳定性而成为钙钛矿领域的研究热点,尤其是全无机钙钛矿光伏器件,经过近几年的大力推进,已经具有与有机-无机杂化钙钛矿太阳电池相媲美的器件性能。对全无机钙钛矿太阳电池来说,当下最紧迫的事情便是进一步提高器件的能量转换效率和寿命,而调控器件的界面和组分是解决上述两个挑战的主要手段。因此,本论文致力于利用界面调控和组分调控的策略来改善全无机钙钛矿太阳电池器件的性能和稳定性,以期为实现低成本、高效率、长寿命的全无机钙钛矿光伏器件及其大面积商业化应用提供理论及实践指导。首先,在第一章中,我们主要对全无机钙钛矿材料的研究背景和晶体结构、以及其光伏器件的发展历程等进行了简要介绍。到目前为止,研究者们已经开发了大量提升全无机Cs Pb X₃钙钛矿太阳电池效率和稳定性的策略。在这些有效策略的作用下,全无机钙钛矿太阳电池器件表现出了越来越好的性能,但是仍有很大的提升空间。在第二章中,我们首先基于界面工程调控法在全无机Cs Pb I₂Br钙钛矿太阳电池器件中分别引入了氨基官能化聚合物PN4N和非掺杂的稳定聚合物PDCBT作为阴极界面修饰层和空穴传输层,以系统研究界面工程对钙钛矿表面缺陷钝化、光诱导相分离、薄膜形貌控制、载流子复合和器件效率的影响规律。研究发现,PN4N作为阴极修饰层不仅可以有效地促进大晶粒、高结晶度的Cs Pb I₂Br钙钛矿薄膜生长,还可以诱导阴极界面处界面偶极子的形成,从而降低Sn O₂电子传输层的功函数,实现钙钛矿薄膜和电子传输层之间的能级调控,同时PDCBT改善了钙钛矿薄膜和阳极之间的能级匹配度,与PN4N共同促进了器件开路电压的提高;此外,PN4N和PDCBT还能够通过与钙钛矿晶体发生强烈的电子相互作用而对钙钛矿薄膜实现双界面（电子传输层/钙钛矿和钙钛矿/空穴传输层）协同钝化,降低薄膜表面电子缺陷密度,抑制Cs Pb I₂Br薄膜的光诱导相分离。最终基于界面工程调控法,我们成功制备了能量转换效率为16.2%的Cs Pb I₂Br钙钛矿太阳电池,是当时报道的全无机钙钛矿太阳电池的最高效率之一,最重要的是,优化器件在1个等效太阳下连续照射400小时后,效率只下降了8%,实现了混合卤素钙钛矿太阳电池的高光照稳定性。在第三章中,我们采用了华中科技大学李忠安教授课题组合成的新型聚合物（PSQ1和PSQ2）作为全无机钙钛矿太阳电池的空穴传输材料。新型空穴传输聚合物不仅实现了较高的空穴迁移率、与钙钛矿薄膜之间的良好能级匹配,而且还实现了对钙钛矿薄膜表面缺陷的有效钝化。基于PSQ2的Cs Pb I₂Br电池器件达到了15.5%的最高能量转换效率,明显高于基于传统空穴传输层Spiro-OMe TAD的器件性能（14.4%）。除了效率有所增强外,更重要的是,优化器件稳定性得到显著提高,在1个太阳光照下连续照射300小时后仍保持初始效率的83%。在第四章中,我们进一步基于组分工程调控策略,系统研究了钙钛矿组分碘化铅的不同含量对全无机钙钛矿薄膜形貌、结晶以及器件性能的影响。研究发现,在全无机Cs Pb I_2.5Br_0.5钙钛矿中存在适当过量的碘化铅可以有效改善器件效率和器件运行稳定性。当在前驱体溶液中添加微过量碘化铅时,可以诱导更高结晶度、更低缺陷密度的钙钛矿薄膜的形成,导致薄膜具有更低的电荷复合和更快的电荷传输,从而使电池器件实现了17.1%的高能量转换效率和1.25 V的高开路电压,这是当前全无机钙钛矿太阳电池所报道的较高效率之一。同时,我们实现了具有出色运行稳定性的全无机混合卤素钙钛矿太阳电池,优化器件在1个等效太阳照射及最大功率点对应的负载下连续工作超过400小时后,仍保持了初始效率的76%。最后,我们完整地总结了本论文工作中采用界面及组分调控策略实现的创新性成果,这些发现的作用及机理,对全无机钙钛矿光伏电池甚至对有机-无机杂化钙钛矿光伏电池来说,都具有积极的推进发展作用。