近年来,有机-无机杂化钙钛矿材料因其优异的光电性能得到了广泛的研究,由此制备的钙钛矿太阳电池的能量转换效率从2009年的3.8%提高到目前的25.5%。然而,传统的钙钛矿材料含有约35 wt%的铅,这将在未来的大规模应用中引起环境污染问题。锡基钙钛矿由于其较低的激子结合能以及较高的光吸收系数和载流子迁移率等优异的特性被视为是最有望的替代材料。此外,锡基钙钛矿还具有较窄的光学带隙（1.2-1.4 e V）,是更接近Shockley-Queisser极限的理想带隙。然而,锡基钙钛矿也存在一些不容忽视的问题。Sn2+易氧化成更稳定的Sn4+,使得锡基钙钛矿薄膜中产生高浓度的p型自掺杂,进而导致严重的载流子非辐射复合。其次,锡基钙钛矿结晶速率较快,难以在衬底上形成均匀致密的薄膜,因此造成锡基钙钛矿太阳电池的器件效率远落后于铅基钙钛矿太阳电池。针对上述问题,本论文通过添加剂工程实现Sn2+氧化的抑制以及薄膜形貌的改善,以获得高效稳定的锡基钙钛矿太阳电池。具体研究内容如下:将双齿配体8-羟基喹啉（8-HQ）引入到锡基钙钛矿薄膜中,发现8-HQ中的O和N原子可以同时与Sn2+配位产生强烈的相互作用以形成稳定的螯合物,有效地抑制Sn2+氧化为Sn4+。此外,半导体分子8-HQ的引入还有效地改善了锡基钙钛矿薄膜质量,减少了缺陷态与非辐射复合,且电子和空穴迁移率也得到平衡与提高。基于8-HQ的双齿配位作用,优化的锡基钙钛矿太阳电池器件最佳效率达到了7.15%,迟滞效应明显减少,且具有良好的重复性。最后,8-HQ优化器件在氮气手套箱内老化800小时后仍然保持近90%的初始效率,而在空气中老化32小时后则保持初始效率的40%以上,呈现出良好的环境稳定性。在锡基钙钛矿前驱体溶液中引入具有强极性、低熔点和高沸点等性质的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐（BMIBr）离子液体。较低熔点的BMIBr凭借其本身液体性质可作为奥斯瓦尔德（Ostwald）熟化效应中溶解锡基钙钛矿组分所需的液相域。在锡基钙钛矿薄膜热退火过程中,具有高界面能的小尺寸锡基钙钛矿晶粒将逐渐溶解于液相域中,而具有低界面能的大尺寸锡基钙钛矿晶粒则不断结晶生长。因此,基于BMIBr诱导Ostwald熟化效应,最终制备出具有更大晶粒尺寸和更少晶界的高质量锡基钙钛矿薄膜,有效地提高了载流子迁移率,改善了电荷传输。同时,锡基钙钛矿薄膜中富含缺陷态的晶界大大减少也预示着水氧的侵蚀可以被有效抵制,从而提高器件的稳定性。最终,基于BMIBr诱导的Ostwald熟化效应优化的锡基钙钛矿太阳电池获得了10.09%的效率且稳定性也得到大幅度提升,其中在氮气手套箱中老化1200小时后依然保持近85%的初始效率,而在空气中暴露48小时后则保持近40%的初始效率。