作为一种新型太阳能电池器件,钙钛矿太阳能电池(PSCs)近年来得到快速发展,其光电转化效率从2009年报道的3.8%飞速提升到目前的25.2%。然而,电池的光电转换效率以及长期稳定性是限制其工业化生产的两大重要因素。钙钛矿太阳能电池常用的结构包含FTO导电玻璃、电子传输层、介孔层、钙钛矿层、空穴传输层以及金属电极。各活性层的性质以及界面间的相互作用均对电池性能产生重要影响。本论文工作主要集中在解决电池中常用的电子传输材料与介孔层材料(可统称为电荷传输材料)存在的问题,通过化学分析和界面改性实现高效稳定的PSCs组装。论文由五章内容构成,分别如下:第一章:简述PSCs工作的基本原理及发展历程,总结电池器件目前存在的主要问题,提出本论文研究工作的目的、意义及相应思路。第二章:通过稀土氧化铈材料修饰PSCs的电子传输层,提高电池性能和稳定性。引入氧化铈能使电池能级排列更匹配,促进光生电子的传输,从而提高器件的光电转换效率。此外,用氧化铈修饰电子传输材料显著提高了 PSCs在湿度、温度和紫外光照下的稳定性。第三章:氧化铈材料直接用作介孔层,验证氧化铈在器件中的优势。本章制备了氧化铈浆料,替代商用氧化钛浆料直接组装电池。证实了氧化铈的高电荷迁移率、高导电性以及在电荷传输与复合中的作用,促进其在电池中的进一步应用。第四章:通过氧化铈界面修饰PSCs的介孔层,进一步提高电池性能和紫外光稳定性。引入氧化铈界面层能改善电池能级结构,促进器件中电荷的传输和收集,提高器件对紫外光的利用率,从而进一步提高电池的效率和紫外光稳定性。第五章:对本论文进行总结及展望。本论文工作重点研究了氧化铈作为电荷传输材料对器件造成的影响,并对影响机理进行了探究。无论是应用于电子传输材料还是介孔层材料,氧化铈的引入均提高了相应电池的性能。取得的研究成果为从电荷传输和载流子复合的角度设计高效稳定PSCs提供了新思路。