有机无机杂化钙钛矿材料具有吸光系数高、载流子扩散距离长和能带间隙可调等优点,因此以有机无机杂化钙钛矿材料作为吸光层的钙钛矿太阳能电池（perovskite solar cells,PSCs）近年来引起了科研工作者的广泛关注。自2009年问世以来,钙钛矿太阳能电池获得了突飞猛进的发展,其光电转化效率不断攀升。目前,钙钛矿太阳能电池的认证效率已经突破了25%,商业化应用前景十分可观。然而,钙钛矿电池较差的稳定性仍是制约其商业化发展的一大瓶颈。电荷传输层（包括电子和空穴传输层）作为钙钛矿电池的重要组成部分,其性能好坏不仅决定着钙钛矿电池的光电性能,还对电池的稳定性至关重要。基于此,为制备高效稳定的钙钛矿电池器件,本论文集中对电荷传输层进行优化研究,一方面创新性地采用低温溶液燃烧法制备新型高效的电子和空穴传输材料,另一方面对新型的和常用的空穴传输材料进行修饰改性。研究表明,这些策略在提高钙钛矿电池光电性能的同时,也显著改善了电池的稳定性。本论文的主要研究内容和结果概述如下:（1）常用的TiO2电子传输层需要高温（>500℃）制备且具有光催化活性对钙钛矿电池的稳定性不利,对此,我们创新性地采用溶液燃烧法在200℃低温下制备Nb2O5电子传输层对其进行取代。研究发现,Nb2O5前驱体溶液的浓度对电池性能有很大的影响,在最优的0.075 M浓度下,基于Nb2O5电子传输层的正式结构钙钛矿电池获得了16.40%的光电转化效率,与基于高温介孔TiO2（m-TiO2）电池器件的效率相当（16.77%）。为进一步提升电池器件的光电性能,随后制备了Zn掺杂Nb2O5（Zn:Nb2O5）电子传输材料,在优化了掺Zn的含量后,电池器件的效率提高至了17.70%。研究表明,掺Zn能够提升Nb2O5的电导率和电荷传输能力,促使电荷复合损失减小,从而电池效率获得提升。此外,通过分析发现,与在m-TiO2上制备的钙钛矿薄膜相比,在Nb2O5和Zn:Nb2O5上制备的钙钛矿薄膜质量更高,薄膜中的缺陷更少,因此相应电池器件在空气中的稳定性明显高于基于m-TiO2的电池。（2）传统有机空穴传输层PEDOT:PSS具有酸性和吸湿性,不仅影响电池的效率还降低电池的稳定性,针对这一问题,我们采用溶液燃烧法在250℃加热温度下制备了一种新型的CuNbOx空穴传输层,并以此制备了反式结构钙钛矿电池。研究表明,CuNbOx空穴传输层透光能力强,与钙钛矿层能级匹配合适,且能有效地提取和传输钙钛矿层中的光生空穴。随后,系统研究了CuNbOx前驱体溶液浓度对电池性能的影响,当采用0.01 M溶液制备CuNbOx空穴传输层时,基于CuNbOx的电池具有最佳的光电性能,且最高效率达到了16.01%,明显高于基于PEDOT:PSS空穴传输层的电池（10.00%）。更重要的是,由于CuNbOx是无机材料,具有良好的化学稳定性和疏水特性,相应电池在空气中还展现出了优异的稳定性,在空气中存储1000小时后,电池仍能维持初始效率的77%。（3）随后,为进一步提升基于CuNbOx空穴传输层的钙钛矿电池的性能,对CuNbOx进行了掺Zn修饰。研究表明,掺Zn提升了CuNbOx的电导率和空穴迁移率;同时,令其价带能级下移,使空穴传输层与钙钛矿层之间的能级势垒降低。不仅如此,掺Zn还使CuNbOx薄膜和随后沉积的钙钛矿薄膜的质量明显提高。在这些因素的作用下,电池内的电荷传输效率提升,电荷复合损失减少。在优化了Zn元素的掺杂含量后,基于CuNbOx的电池效率由掺Zn之前的16.01%提高到了16.71%。同时,电池器件在空气中的稳定性也有所提升。（4）基于Spiro-OMe TAD空穴传输层的正式结构钙钛矿电池具有效率高的优势,但该空穴传输层中常用的Li-TFSI掺杂剂具有吸湿性,严重降低了电池的稳定性。为改善这一问题,我们首次采用疏水的金属富勒烯Er@C82对Spiro-OMe TAD进行优化改性。研究表明,Er@C82能够提升Spiro-OMe TAD薄膜的质量,使薄膜中Li-TFSI分布更均匀,从而促进Spiro-OMe TAD氧化并提升其电导率和空穴迁移率。此外,Er@C82还提升了Spiro-OMe TAD空穴传输层与钙钛矿层的能级匹配度。在Er@C82的最优添加浓度下（0.09 mg/m L）,钙钛矿电池的效率由17.53%提高到了19.22%。更重要的是,Er@C82是疏水性材料,且改善了Spiro-OMe TAD薄膜的质量,电池器件的稳定性也明显提升。在空气中暴露400小时后,基于Er@C82改性的电池器件仍能维持初始效率的70%,在氩气手套箱中保存2000小时后,电池器件甚至能保持初始效率的80%。