作为一种主要电子选择传输材料,SnO₂有着诸多优点。但长期以来受制于实际载流子迁移率低、能级失配严重等问题,因而电池效率迟迟没能实现较大的突破性进展。从本质上讲,这些问题的根源主要是SnO₂表面过高的缺陷态密度。针对这一关键问题,本文创新性地对SnO₂薄膜内部缺陷态密度进行了调控,并进行了以下两点深入研究:首先,鉴于实际SnO₂的非化学计量比性,本文通过控制退火氛围成功实现了对SnO_x组分的调控。随着退火氛围中氧气/氮气比例的上升,SnO_x薄膜中氧空位浓度逐渐下降。X光电子能谱分析可知,纯氧气氛围退火SnO_x的x值为1.84,而纯氮气氛围退火的x值为1.64。而随着x值的升高,薄膜电导率提高,与钙钛矿材料能级匹配度提高,因而使钙钛矿电池短路电流、开路电压、填充因子以及转换效率等性能得到了不同程度的改善。本实验最高效率为20.46%,基于纯氧气氛围退火SnO_x电子传输层。其次,本文通过在SnO₂前驱体中加入一定浓度的磷酸改善了SnO₂薄膜的光电性能,进而提高了钙钛矿电池的性能。在退火后的SnO₂薄膜中磷元素主要以聚磷酸根的形式存在于SnO₂纳米颗粒晶界处,并与SnO₂表面Sn离子成键,部分消除了表面悬挂键,进而提高了载流子迁移率、光学透过率以及钙钛矿薄膜的成膜质量及稳定性。电池性能的提升主要来自于磷酸根钝化SnO₂晶界后电池短路电流和填充因子的提高。对钙钛矿电池而言,磷酸最佳掺杂浓度为7.4 at%,电池最高效率21.02%。综上所述,本论文不仅从SnO₂电子传输层缺陷态调控这一角度对钙钛矿电池研究中作出了一定的贡献,同时还对光电器件领域的相似研究具有借鉴意义。