钙钛矿材料具有窄带隙宽度、高载流子迁移率和溶液可处理加工性等特点,已经被广泛用于钙钛矿发光二极管和太阳能电池等一系列光电器件中。作为新一代薄膜太阳能电池,经过短短几年的研究,钙钛矿太阳能电池光电转化效率已达到23.3%。近年来,随着对钙钛矿太阳能电池研究的深入,掌握器件薄膜结晶过程的内在机制以及电池器件功能层工作过程,已成为钙钛矿太阳能电池研究重心。本论文的研究工作旨在通过使用添加剂来调控和制备规整形貌的钙钛矿太阳能电池的各功能层,减少功能层薄膜缺陷、提高薄膜的电荷萃取能力,达到实现高效稳定钙钛矿太阳能电池的目的。具体研究内容如下:1.通过在钙钛矿前驱体溶液中掺入g-C3N4改善钙钛矿薄膜的结晶质量和降低钙钛矿膜的本征缺陷密度,有效钝化钙钛矿薄膜,减少钙钛矿薄膜表面电荷复合位点。g-C3N4材料的掺入增加钙钛矿薄膜的导电性,有利于电荷在薄膜间的传输,减少电池器件的层内电阻。实验结果表明,制备的电池器件获得最大效率值为19.49%,器件填充因子从0.65到0.74。2.通过在钙钛矿材料中掺入二维材料Ga2Se3来探究其对钙钛矿晶体薄膜的影响,结果表明,掺入硒化镓后的钙钛矿薄膜晶粒尺寸增大,薄膜更加致密,且薄膜表面缺陷明显减少。钙钛矿薄膜表面形貌的钝化有利于电荷的有效萃取和输运,实验结果表明,钙钛矿太阳能电池器件的光电转化效率在掺入硒化镓后显著提升,电池器件效率高达19.61%。3.利用水热法将H2PtCl6添加在电子传输层TiO2的制备过程中,添加剂水解后制备的TiO2-Pt薄膜作为电子传输层具备较高的电子迁移率,薄膜致密且实现了完整覆盖,表面缺陷态减少,有利于电子在界面间输运。Pt掺入实现了对TiO2能级结构的调控,提高TiO2-Pt的电荷萃取能力。在提高钙钛矿太阳能电池性能的同时,有效改善电池器件的迟滞现象,电池器件最高效率达到了20.05%。4.通过将MoS2纳米花掺入Spiro-OMeTAD空穴传输层前驱体溶液中,在改善空穴传输层导电性及空穴迁移率的同时,吸附和抑制Spiro-OMeTAD中P型添加剂Li-TFSI的离子迁移现象。研究发现,MoS2的掺入促进了空穴传输层对空穴的传输和提取,抑制薄膜中Li离子迁移,有效改善空穴传输层薄膜以及钙钛矿光功能层薄膜的长期稳定性,减缓薄膜的分解和衰减,在一定程度上避免水氧的渗入侵蚀,获得了高效稳定的钙钛矿太阳能电池,优化后的器件平均效率高达20.18%。