将清洁的太阳能直接转换为电能的光伏技术是目前环境与能源领域研究的重点。目前主流的晶硅太阳能电池面临着生产成本高、工艺复杂、生产过程耗能大并有较大环境污染等缺陷,开发新的低成本高效率、环境友好的光伏材料非常具有现实意义。有机无机杂化钙钛矿太阳能电池凭借其高光电转换效率、可溶液法制备等优势成为新型光伏材料研究的前沿方向。在钙钛矿太阳能器件的组装过程中,钙钛矿薄膜的质量直接决定了太阳能电池性能的高低。本论文从钙钛矿薄膜的生长原理出发,针对目前钙钛矿研究中存在的问题,开发构建了一系列高质量高稳定性钙钛矿薄膜的制备策略,具体研究工作与成果如下:（1）针对平面两步法中碘化铅（PbI₂）转化速度慢且易残留等问题,开发了简单有效的前驱体调控策略。通过使用碘化铅与少量甲胺碘（MAI）的混合溶液（PbI₂·xMAI,x=0⁰.3）代替常规PbI₂前驱体显著提高了平面两步法中PbI₂反应速度。与单纯的PbI₂的相比,PbI₂·0.15MAI的反应速度获得了10倍的提升。机理研究表明PbI₂·xMAI的加入使得PbI₂的体积得到了预膨胀,显著降低了前驱体薄膜的结晶性进而实现了快的转换速度和更大的晶粒尺寸;通过该方法制备的太阳能电池器件效率达到了17.22%。（2）开发了直接使用PbI₂、HI和甲胺气体（MA）等工业上常用原料通过气液原位反应直接沉积高质量钙钛矿薄膜的策略。这一过程中无需预先合成MAI,解决了传统方法中合成、纯化MAI步骤中大量使用易挥发有机溶剂对环境造成的潜在污染问题。机理研究表明,在上述反应过程中,PbI₂首先与HI反应得到PbI₂·HI这一结构与钙钛矿类似的前驱体,进而与MA反应得到高质量的钙钛矿薄膜。这一反应策略可以同样拓展到甲胺铅碘溴（MAPbI₂Br）混合卤素钙钛矿以及其他阳离子、其他卤素钙钛矿如乙胺铅碘（EAPbI₃）和甲胺铅溴（MAPbBr₃）等的有效合成中。根据此方法组装的器件效率取得了与其他预先合成MAI体系相媲美的水平。（3）开发了气液原位反应制备PbI₂晶界钝化钙钛矿薄膜新方法,通过调整MA+（PbI₂·xHI/HBr）中PbI₂和HX的比例即可实现PbI₂含量的有效调控。本方法中原位生成的PbI₂位于晶界处,从而可以有效地钝化钙钛矿薄膜。后续的器件效率研究表明PbI₂的含量对相应的电池器件的光电转换效率影响较大,当x=0.95时PbI₂钝化的MAPbI₃和MAPbI₂Br器件获得了最高的光电效率,而当PbI₂含量过高时则会降低薄膜的结晶性（x=0.90样品）、阻碍电子的有效传输最终造成器件的光电转换效率下降。（4）通过前驱体和维度调控开发了高效率高稳定性全无机钙钛矿铯铅碘（CsPbI₃）制备新策略。通过采用PbI₂·xHI前驱体代替PbI₂,有效地将相变温度从³50°C降低到¹00°C;进一步通过将乙二胺铅碘（EDAPbI₄）这一基于双胺阳离子的2D组分引入到钙钛矿前驱体中,构建了CsPbI₃·xEDAPbI₄交联结构实现了薄膜内部缺陷的钝化、减少了薄膜表面的孔洞,进一步促进了内部的电子传输分离。基于CsPbI₃·0.025EDAPbI₄组分的钙钛矿太阳能电池取得了11.86%的光电转换效率,创造了当时溶液法制备全无机钙钛矿太阳能电池的最高效率。CsPbI₃·xEDAPbI₄体系同时表现出优异的稳定性性,其钙钛矿相可以在室温下稳定数月,即使在100°C加热的极端条件下也可以稳定一周以上。研究表明,EDAPbI₄独特的（110）取向以及CsPbI₃·xEDAPbI₄组分较小的晶粒尺寸共同作用提升了其稳定性。（5）设计并制备、表征了一种5-氨基戊酸（Ava）与MAPbBr₃钙钛矿构建的交联2D/3D结构钙钛矿Ava（MAPbBr₃）n。在该结构中,Ava一端的NH³⁺官能团可以取代MAPbBr₃骨架一端的MA⁺,而另一端的COO^-官能团又可以通过取代一部分Br^-离子的位置与中心原子Pb发生配位作用,进而形成2D/3D交联结构。该结构薄膜的制备可以通过在MAPbBr₃溶液中直接加入两性氨基酸分子后一步简单旋涂来实现;拉曼光谱结果表明Ava分子可以嵌入到MAPbBr₃晶体中构成交联的Ava（MAPbBr₃）n 2D/3D结构而不是常规的混合阳离子钙钛矿Ava_xMA_1-xPbBr₃。Ava（MAPbBr₃）n薄膜的荧光性能和量子限域效应的强弱可以通过简单改变Ava和MA的比例来实现,其中Ava（MAPbBr₃）₂薄膜样品的荧光量子产率达到了80%,为高荧光效率钙钛矿薄膜的制备提供了新的思路。