为了满足人类日益增长的能源需求,缓解能源危机和环境污染问题,最具潜力的清洁能源太阳能受到人类的广泛关注。太阳能电池是利用太阳能的有效方法之一,它可以直接吸收太阳能并将其转化为电能。CH3NH3PbI3带隙约为1.5eV,是一种理想的太阳能电池吸光层材料。其吸收边缘约为800nm,几乎可以吸收可见光范围内所有波长的光。CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池具有许多优点,比如:制备工艺简便、生产成本低、光电转换效率高等,这些优点使其在太阳能电池领域受到了广泛关注。本文通过对太阳能电池的CH3NH3PbI3钙钛矿层进行优化,提高了太阳能电池的光伏性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光发射(PL)对钙钛矿层进行分析,利用J-V表征太阳能电池的光伏性能。主要研究工作如下:(1)首先,采用两步顺序沉积法制备ZnO基钙钛矿太阳能电池和Ti02基钙钛矿太阳能电池。研究表明,两步法制备的ZnO基太阳能电池的光电转换效率为4.2%,是Ti02基太阳能电池的光电转换效率(3.27%)的1.28倍。这是因为沉积在ZnO表面的钙钛矿薄膜的覆盖率更高。在此基础上,采用异丙醇-正己烷混合溶剂对ZnO基太阳能电池的钙钛矿层进行优化。混合溶剂抑制了钙钛矿晶粒生长过程中的奥斯瓦尔德熟化过程,提高了钙钛矿薄膜的均一性和致密性。当CH3NH3I混合溶液的浓度为1 mg/ml时,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率达到6.20%。约是未优化的ZnO基太阳能电池的1.48倍。(2)其次,利用一步旋涂法制备ZnO基钙钛矿太阳能电池和Ti02基钙钛矿太阳能电池,并对钙钛矿薄膜的形貌以及太阳能电池的性能进行探讨。研究表明,与制备在ZnO表面的钙钛矿薄膜相比,制备在Ti02表面的钙钛矿薄膜具有更好的致密性和更低的缺陷态。另外,一步旋涂法制备的Ti02基太阳能电池的光电转换效率为5.00%,约是ZnO基太阳能电池效率(4.36%)的1.15倍。(3)最后,用CdS对一步旋涂法制备钙钛矿层进行优化。研究表明,加入前驱体溶液中的CdS会参与钙钛矿的反应,前驱体溶液中会有少量PbS的生成。受CdS钝化了钙钛矿层的缺陷态以及PbS作为CH3NH3PbI3异相成核位点的影响,在前驱体溶液中掺入CdS后,钙钛矿薄膜的致密性显著提高。未掺入CdS前钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为4.63%,而掺入CdS后其效率达到6.01%,并且获得了0.63的高填充因子。以上研究表明,在两步顺序沉积法中使用混合溶剂可以提高太阳能电池的光伏性能。由于一步旋涂法具有前体转化率高的优势,该方法制备的太阳能电池的光伏性能优于两步顺序沉积法制备的太阳能电池的光伏性能。通过调节一步旋涂法前体溶液的组分可以优化太阳能电池的性能。这些研究将为钙钛矿太阳能电池的应用和生产提供参考。