近年来钙钛矿材料由于禁带宽度可调控、有较长的载流子扩散长度和较低的激子束缚能等优良特性而受到光伏研究者们的广泛关注,并且在短短10年里,钙钛矿太阳能电池的光电转化效率已经达到了 24%以上,被认为是最有可能取代单晶硅的新型太阳能电池。在目前的钙钛矿太阳能电池中,电子传输层和钙钛矿吸光层都起着极为重要的作用,前者主要进行传输电子和阻挡空穴,后者则主要吸收太阳光,产生光生电子与空穴,因此,对两者材料的选择与调控就显得至关重要。对于电子传输层,人们比较普遍的选择就是导电率良好、比较稳定且廉价的TiO2,不过一般TiO2的制备过程中需要经过高温处理,这样就阻碍了其在柔性设备上的应用,并且TiO2的电导率和能带还需要进一步优化;此外,有机/无机杂化的钙钛矿材料的不稳定性也一直困扰着人们,尤其是其中的有机成分对温度和湿度的耐受性比较低,放在空气中时很容易对材料的结构产生破坏,导致制成的器件稳定性不好。这些问题都严重阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化进程,基于以上这些问题,我们做了如下工作:1.采用低温化学浴的方法将铌(Nb)和钽(Ta)离子共掺杂进TiO2晶格当中,制备出了高质量的掺杂TiO2薄膜,通过调节Nb和Ta离子的掺杂比例,可以使二氧化钛的导带底上移,从而与钙钛矿层的能带进行良好的匹配,使得电荷更好的传输。经分析数据发现掺入铌离子可以有效的提高器件的短路电流,掺入钽离子可以提升电池的开路电压,优化二者的比例可以在短路电流和开路电压之间达到一个很好的平衡,进而提升钙钛矿太阳能电池的效率。最终,基于0.5%Ta-0.5%Nb-TiO2电子传输层的钙钛矿太阳能电池获得了 19.44%的效率,对比纯的TiO2器件提升了 11%。放置在空气中500 h内,器件效率仍保持在初始值的90%左右,其稳定性明显优于纯的TiO2器件。2.采用共蒸发技术将CsBr和PbBr2两种材料共同沉积到基底上,形成致密的CsPbBr3钙钛矿薄膜,并通过一系列的XRD、吸收光谱等表征手段对薄膜的厚度和热退火温度等参数进行优化,得到了高质量的钙钛矿薄膜,最后制备了结构为FTO/TiO2/CsPbBr3/Spiro-OMeTAD/Au的钙钛矿太阳能电池器件,发现使用蒸镀法制备的器件光电转化效率为9.43%,相比于旋涂法制备的钙钛矿器件提高了近50%。同时器件的稳定性也大幅提升,在湿度为40%左右的条件下放置500 h,发现其效率仍保持在初始值的95%左右。