最近,使用卤化物钙钛矿作为活性层的太阳能电池表现出很高的效率。虽然其发展速度很快,但是对薄膜形貌的优化仍是一个具有挑战性的问题,尤其是在倒置平面结构器件中。另外,对钙钛矿和电极之间的界面修饰也成为了一个研究热点。本文基于倒置平面结构钙钛矿太阳能电池,探讨钙钛矿薄膜制备条件并在电子传输层中加入添加剂来改善器件的性能:1.钙钛矿薄膜制备条件的考察。一步法制备钙钛矿薄膜的过程中,调节前驱液浓度、旋涂转速得到最佳浓度和最佳转速;加入浓度不同的氯萘作为添加剂来调整薄膜的形貌,得到添加剂的最佳浓度。两步法制备钙钛矿薄膜过程中,分别改变第二步所使用的溶剂、退火方式、退火时间以选择最佳的溶剂、退火方式和退火时间。最后比较一步法和两步法得到的薄膜,得出两步法制备的薄膜形貌较好的结论,其中第二步用异丙醇作为溶剂,在热台上退火20 min所得薄膜最佳。2.聚乙烯亚胺(PEI)作为电子传输层的添加剂。在不影响PCBM电子迁移率的前提下,PEI的添加提高了PCBM在钙钛矿上成膜性,从而避免在钙钛矿、PCBM和Al电极界面处的漏电流。同时,PEI作为富电子的聚合物,其减少了钙钛矿薄膜表面和晶界处会成为载流子复合中心的缺陷,从而提高器件的效率。最优的器件在PEI添加浓度为3wt%时得到,相对于未添加PEI的器件,PCE由3.97%提高到了10.72%,最优器件的Voc=0.95 V,Jsc=15.95 mA/cm2,FF=70.40%。3.聚乙烯基咔唑(PVK)作为电子传输层的添加剂。PVK是一种油溶性物质,可以和PCBM很好地混合,其添加不仅可以提高PCBM在钙钛矿上的成膜性,而且在适当的浓度范围内,随PVK浓度的增加,PCBM粗糙度降低。这样可以有效避免在钙钛矿、PCBM和Al电极界面处的漏电流。另外PVK具有含N的咔唑基团,有减少钙钛矿表面和晶界处缺陷的作用。效率最高的器件在PVK添加浓度为4wt%时得到,其PCE达到9.91%,其中Voc=0.95 V,Jsc=15.95 mA/cm2,FF=65.41%。