随着科学技术的大力发展,大量化石燃料的利用造成了严重的环境问题,因此寻找新型可持续利用的清洁能源显得尤为重要。利用太阳能实现高效、低成本的光电转换是解决能源和环境问题的理想途径。最近几年来,基于有机无机杂化的钙钛矿材料（CH3NH3PbI3）由于有着光吸收范围大、光吸收系数高、价格低廉、容易制备等优势而得到了广泛的关注,是太阳能电池领域非常有研究前景的课题之一。本论文在大气环境中研究了一步溶液法和两步溶液法制备TiO₂基钙钛矿太阳能电池（PSCs）。并且通过结构表征及光电性能测试,成功得到了一步溶液法和两步溶液法制备TiO₂基PSCs的工艺条件。通过对比,表明两步溶液法制备的TiO₂基PSCs钙钛矿薄膜成膜性好更好,晶体颗粒更均匀,薄膜中PbI2含量更低,而且工艺的重现性更好,最重要的是制备的电池最高光电转化效率达到8.21%,比一步溶液法制备的高出了2.72%。以La、Ce、Yb及Er作为掺杂的稀土元素,通过对比溶液浸润法、高温扩渗法及水热合成法三种不同方法制备的稀土掺杂的TiO₂,成功找出了最适合本论文的稀土掺杂方法:水热合成法。对合成的稀土掺杂TiO₂进行表征发现稀土掺杂没有改变TiO₂的晶体结构,但是却减小了TiO₂的禁带宽度,拓宽了TiO₂的光吸收范围。通过对比La、Ce、Yb、Er掺杂的TiO₂基PSCs性能参数,表明稀土Er是四种稀土元素中最适合TiO₂基PSCs的掺杂元素。通过对比稀土Er不同掺杂摩尔比的TiO₂基PSCs,得出0.5%的掺杂摩尔比最有利于TiO₂基PSCs光电转化效率的提升,并且在该掺杂比条件下制备的TiO₂基PSCs光电转化效率达到11.74%,比未掺杂的电池高出了3.54%。