伴随着社会的高速发展和科技的飞速进步,人类对于能源的消耗与日俱增,进而对能源的需求也日渐迫切。因此,寻求可再生的、对环境友好的新型清洁能源已经迫在眉睫。太阳能作为世界上最丰富的清洁能源,其取之不尽的特点完全可以满足全球范围内日益增长的能源需求。而基于光生伏特效应的太阳能电池是利用太阳能非常有效的一种方式,也成为该领域的研究热点。近几年,一种新型的基于有机-无机杂化钙钛矿材料的太阳能电池异军突起,其光电转换效率突飞猛进,从2009年的3.8%已经提升到了如今的23%以上,已经能够与商业用的硅基太阳能电池相媲美。由于其展现出如此优异的性能,钙钛矿太阳能电池也被认为很有希望在未来取代目前的硅基电池,成为太阳能电池市场的主力军。虽然钙钛矿太阳能电池的前景非常好,但是它的稳定性问题仍然制约着其向商业化的进程。因此,本论文主要围绕钙钛矿太阳能电池的稳定性问题进行了如下的研究:第一,TiO₂作为钙钛矿电池中广泛使用的电子传输材料,在长时间的紫外光照射后,其表面的氧空位很容易从钙钛矿材料中的I^-离子捕获电子,使得钙钛矿薄膜发生分解,从而导致器件的性能下降。荧光碳点作为碳纳米材料中的新成员,具有可调的光学性能,优异的电学性能,尤其在紫外区域具有很强的吸收并且能够转换为蓝光。我们通过在介孔TiO₂中引入荧光碳点,有效地将紫外光转换为蓝光,被后面的钙钛矿层吸收,既缓解了钙钛矿太阳能电池的光照稳定性问题,又提升了器件的光电转换效率。通过对引入的荧光碳点浓度的优化,最终钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从14.6%提升到16.4%。同时,经过12个小时的全光谱照射后,引入荧光碳点的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仍可以维持近70%的初始效率,而没有引入荧光碳点的器件只能保持20%的初始效率。这一结果证明,将理想的下转换发光材料引入到钙钛矿太阳能电池中是提高器件光伏性能和光照稳定性的一种很有前途的方法。第二,除了荧光碳点之外,下转换荧光材料YVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺在220纳米到350纳米这一紫外区域也有着很强的吸收,同时能够将其转换成红光,与钙钛矿层的吸收范围相匹配。我们将YVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺掺入到介孔TiO₂之中,通过YVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺的荧光下转换过程,有效抑制了紫外光对于钙钛矿薄膜的破坏,同时提高了太阳光的利用率。通过对YVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺掺杂浓度的调控,制备出了光电转换效率为17.9%的器件,相比于参比器件,其光电转换效率提高了9.8%。此外,器件在60个小时的连续紫外光照射下,其光电转换效率仍能保持初始效率的70%,这要比没有掺入YVO₄:Eu³⁺,Bi³⁺的器件提升了很多。第三,钙钛矿薄膜质量的高低对于器件的稳定性与性能也起到至关重要的影响。我们通过在钙钛矿前驱体溶液中引入氯化锌来提升钙钛矿薄膜的质量,并且系统的研究了氯化锌的掺杂对于钙钛矿薄膜的结构,光学性质以及器件的性能的影响。通过优化氯化锌的掺杂浓度,我们制备出了具有大尺寸晶粒并且形貌更优的钙钛矿薄膜,基于此的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从16.4%提升到了18.2%。更重要的是,相比于没有掺杂氯化锌的器件而言,钙钛矿太阳能电池在氯化锌掺杂之后表现出更好的稳定性,在放置30天之后,其光电转换效率仅仅下降了7%左右。因此,我们认为在钙钛矿薄膜中引入合适的添加剂来控制形貌,可以有效地提升钙钛矿太阳能电池的稳定性和光电转换效率。第四,我们利用电子束蒸发的方式,制备了Ce掺杂的TiO₂作为钙钛矿太阳能电池的电子传输层,由于Ce离子的掺杂,提升了电子从钙钛矿层向TiO₂层的迁移能力。基于此的钙钛矿器件的光电转换效率从17.98%提升到了19.36%。此外,为了提升器件的光照稳定性,我们又在器件的入射光一侧覆盖了钙钛矿量子点,由于钙钛矿量子点在紫外区域具有很强的吸收,通过荧光下转换过程转换为绿光。因此降低了紫外光对于器件的影响。通过优化旋涂次数,器件的光电转换效率进一步提升到20.02%,同时光照稳定性也有着大幅度的提升,在连续100个小时的紫外光照射后,器件的效率仍能维持初始效率的80%以上。此外,利用Al₂O₃对于器件进行外部封装,大幅度提升了器件的长时稳定性,在放置1000个小时后,器件的光电转换效率仅仅下降了2%。