近年来,因为钙钛矿材料自身的优异特性,在太阳能电池中得到广泛的应用。2009年首次研究出效率为3.8%的钙钛矿电池,到了现在太阳能电池效率达到了25.2%[1],钙钛矿类型的相关太阳能电池光电转化效率已经取得了非常大的成就。对于钙钛矿太阳能器件来说,改善钙钛矿薄膜质量是提高器件性能的关键一步。盐酸盐中N-H数量的增加可以促进氢键网络的形成,促进生成更高覆盖率和更高平整度的薄膜。为了优化钙钛矿薄膜的质量,本文添加相应的盐酸盐至钙钛矿材料的前驱体溶液中,形成具有多种阳离子混合的钙钛矿薄膜晶体,从而提高钙钛矿薄膜的质量。以DMF、MAI和Pb I2为基础,引入各种盐酸盐包括MACl(甲胺盐酸盐)、FACl(甲脒盐酸盐)、AGCl(氨基胍盐酸盐)得到钙钛矿材料的前驱体溶液。通过旋涂钙钛矿的前驱体溶液、退火旋涂形成钙钛矿薄膜最终得到高质量的钙钛矿薄膜。将制备好的钙钛矿薄膜通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见光分光度计等设备表征其形貌、结构、吸收性能等,根据表征结果发现:加入AGCl后,钙钛矿薄膜的结晶度得到提高,致密性和平整度变高。通过退火工艺角度优化钙钛矿光吸收层的薄膜质量,本课题对比不同退火时间和退火温度下钙钛矿薄膜微观形貌的差异,发现了退火时间为15 min,退火温度为100oC时,引入AGCl旋涂可以得到最佳的钙钛矿光吸收层。本文研究了不同盐酸盐作添加剂时,钙钛矿器件转化效率的变化情况。其中,AGCl作添加剂时,太阳能电池的转化效率最高可以达到17.86%并且可重复性较好。另外,研究了退火时间和退火温度对太阳能电池转化率的影响,对于AGCl添加剂来说,100oC下退火15 min时,太阳能电池取得最优的转化效率。同时,通过测试电池器件的相关电学性能,本课题分析了器件与钙钛矿成膜质量间的关系。本课题基于添加AGCl制备的钙钛矿薄膜质量最佳,选取了另外两种含有不同N-H数量的胍盐MGCl(甲基胍盐酸盐)和DGCl(二氨基胍盐酸盐),制备AGCl、MGCl和DGCl作添加剂制备大面积钙钛矿倒装异质结结构太阳能电池。实验结果发现:DGCl作添加剂时获得的大面积太阳能电池器件最高的转化效率达到12.1%,明显优于分别添加AGCl、MGCl制备的太阳能电池的效率10.46%、9.99%。因此,对比器件之间的性能差异,分析器件性能与钙钛矿成膜质量间的关系,本课题得出的结论为:当引入同一种官能团的盐酸盐时,提高盐酸盐中的N-H含量可以提升钙钛矿倒装异质结结构太阳能电池的转化效率。综上所述,本课题得出以下结论:不仅在氨基、脒基和胍基上的N-H会对钙钛矿薄膜产生影响,而且同一种盐酸盐,N-H数量改变时也会优化钙钛矿成膜。这为太阳能电池进一步的发展提供一定的借鉴,促进钙钛矿产业走向工业化发展。