随着人类保护环境意识的逐渐增强,清洁能源逐渐替代污染严重的化石能源。太阳能作为可再生绿色能源的代表,引起了人们的广泛关注。太阳能电池将用之不竭的太阳能直接转化为可利用的电能,为新能源领域注入了新的活力。由于钙钛矿材料具有卓越的光电性能,钙钛矿太阳能电池成为太阳能电池领域的新星。自2009年以来,短短八年的时间,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率取得了一系列重要的突破,从不足4%提高到了超过22%。尽管电池已经获得了较高的效率,但器件结构以及性能的稳定性仍是制约其商业化应用的一大障碍。通过增加界面修饰层和活性层添加剂,是改善器件性能、促进钙钛矿太阳能电池商业化的一个重要研究方向。本论文主要的研究内容包括以下三个部分。首先,研究了V₂O₅空穴修饰层对钙钛矿太阳能电池性能的影响。在PEDOT:PSS空穴传输层与ITO电极之间增加V₂O₅薄膜作为界面层,获得了15.49%的光电转换效率。研究表明,氧化钒修饰层可以降低空穴传输层薄膜的粗糙度、改善钙钛矿薄膜的结晶质量;氧化钒有助于促进钙钛矿活性层对太阳光的吸收,增强的器件的光电性能。此外,氧化钒界面层可以阻挡酸性的PEDOT:PSS向ITO电极扩散,保持了器件结构的稳定性,有效地提高了器件的寿命。其次,研究了溶液法处理的V₂O_x界面层对钙钛矿太阳能电池性能的影响。V₂O₅与H₂O₂发生化学反应,获得对应不同价态的V₂O_x。通过对不同位置的V₂O_x薄膜进行比较,研究表明,PEDOT:PSS空穴传输层与ITO之间的V₂O_x界面层有助于器件获得最佳的光电性能。V₂O_x薄膜作为界面层可以有效地增强电荷传输并抑制电子空穴对的复合。当V₂O₅与H₂O₂的摩尔比被控制为1:60的时候,器件获得了最高为15.86%的光电转换效率。最后,研究了光活性层掺杂V₂O_x对钙钛矿太阳能电池性能的影响。研究发现,V元素大部分分布在钙钛矿晶粒的边界附近。我们推测,V₂O₅与H₂O₂发生化学反应生成了V₂O_5·H₂O₂,水合物中的氢键有利于形成高密度、大颗粒的钙钛矿薄膜。同时,在光活性层中CH₃NH₃PbI_3-xCl_x:V₂O_x异质结被形成,有利于载流子的分离和传输,在空气中制备的器件获得了16.14%的光电转换效率。并且器件性能具有较好的稳定性,未封装的器件在空气中保存360小时后,仍维持初始光电转换效率的80%以上。