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有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池由于其高吸光系数、低载流子束缚能、长的载流子寿命,被认为是非常有潜力商业化的第三代太阳能电池。虽然钙钛矿太阳能电池在近10年的发展中已经取得了长足的进步,但是目前的实验室效率还远低于Shockley–Queisser理论极限(31%)。体相和界面缺陷造成的非辐射复合,界面层能级的不匹配,带-尾态能量损失等问题严重限制了钙钛矿太阳能电池的发展。石墨炔(GD)是一种新型二维碳材料,高度共轭的平面网络上分布着sp-C和sp2-C,使石墨炔兼具良好的电荷传输能力以及半导体特性。对石墨炔引入杂原子或者官能团进行功能化的修饰,可以赋予石墨炔特殊的电学性能和物化性能。本论文以解决钙钛矿太阳能电池的问题为出发点,提出在钙钛矿太阳能电池的体相或者界面层中引入石墨炔类材料(石墨炔及其衍生物),构筑高效无迟滞效应的钙钛矿太阳能电池。该论文的主要工作分为以下两个部分:(1)将三嗪石墨炔引入钝化钙钛矿活性层中钝化钙钛矿晶界。经过形貌表征证明,在钙钛矿体相中添加一定量的三嗪石墨炔后,有助于生成更大更有序的钙钛矿晶粒。通过化学表征证明,三嗪石墨炔能够和晶界处的Pb2+离子产生强度相互作用,证明了三嗪石墨炔对钙钛矿晶界缺陷钝化的可行性。通过载流子输运动力学的研究,发现三嗪石墨炔存在于钙钛矿晶界处能够辅助载流子的提取和传输。通过进一步的物理器件性能表征,得益于三嗪石墨炔钝化缺陷的作用,以及对载流子的辅助传输作用,钙钛矿晶界处的非辐射复合得到抑制。在MAPbI3体系中光电转换效率从17.5%提升到20.33%,在FAPbI3中由18.20%提升至21.16%,而且经过三嗪石墨炔优化后的器件,迟滞效应得到极大的改善。(2)将石墨炔引入到PTAA中制备高效的复合空穴传输层。通过形貌表征发现,PTAA中加入石墨炔以后,薄膜形貌变得更加平整,改善了与钙钛矿前驱体溶液的接触角。因此,制备的钙钛矿薄膜晶体质量更高,缺陷更少。对PTAA与石墨炔构建的复合界面层进行了空穴传输层的测试,结果表明加入石墨炔以后,空穴传输率得到明显提高。通过载流子传输动力学的分析发现,石墨炔的加入极大地改善了PTAA的空穴传输能力。经过石墨炔优化后,钙钛矿太阳能的光电转换效率由原来的17.3%提升至19.3%,而且迟滞效应可忽略不计。