21世纪以来,随着化石能源的不断消耗,环境污染问题变得日益突出。为了满足当今人类社会的可持续发展理念,开发与利用太阳能,成为工业界与科学界广泛关注的领域。有机无机杂化钙钛矿太阳能电池,因其出色的光电转换能力以及简单的制备工艺,在短短时间内从众多光伏发电器件中脱颖而出,成为新一代最具发展潜力与应用前景的太阳能电池之一。如今,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率效率已超过25%。然而,其稳定性问题成为制约其广泛商用与进一步发展的巨大限制,环境中的光照、温度、水氧等因素都会对电池的稳定性造成影响。在众多环境影响因素之中,长时间光照常常导致电池温度达到65℃甚至更高,所以研究钙钛矿太阳能电池在高温下的热稳定性研究至关重要。钙钛矿太阳能电池内部呈五层层状结构,在研究其热稳定性时,除了要对每一层自身的热稳定性进行探究之外,还要考虑到各个层状结构间的界面问题,以及层与层之间可能存在的相互反应。目前关于钙钛矿太阳能电池器件内单层热稳定性的研究,已经有一些报道,但是器件整体在高温下是如何反应,以及导致器件失效的本质是什么,研究相对较少。针对于此,本论文借助先进的球差校正透射电子显微镜（AC-TEM）,从微纳、甚至原子尺度上表征了钙钛矿薄膜及器件在高温条件下的衰减过程,具体研究内容结果如下:（1）在无水无氧的手套箱环境下,对钙钛矿太阳能电池器件进行避光退火处理,并通过太阳能模拟器追踪其性能变化,研究发现:高温条件下,钙钛矿太阳能电池光电转换效率下降的同时,开路电压没有下降,短路电流与效率同步下降。由此可以推测,钙钛矿太阳能电池在高温下的失效,并不完全是由钙钛矿材料分解导致的,载流子的传输受阻可能是导致其失效的主要原因。（2）通过FIB对样品进行切片,利用SEM进行直接观察可以发现,样品在MAPb I₃/SnO₂界面处受损最为明显;通过TEM获取的相应结构及成分信息可以发现,样品内部的热分解过程并非均匀地进行,在钙钛矿层至SnO₂-ETL垂直的方向上有梯度差异,MAPb I₃/SnO₂界面处优先发生降解。（3）为了探究SnO₂-ITO层对钙钛矿分解机制的影响,我们通过控制ITO、SnO₂层的有无,来对比钙钛矿薄膜的衰减过程:相比于MAPb I₃的本征分解过程,ITO层会加速MAPb I₃的热分解,而SnO₂-ITO共同存在时,钙钛矿分解速率会进一步加速,这说明不同基底会对钙钛矿的分解路径产生影响。（4）利用第一性原理计算发现,MAPb I₃与SnO₂界面处Pb-O以及Sn-I的结合能较高,存在着较强的相互作用;另外,MAPb I₃与SnO₂界面处,SnO₂上氧具有较低的空位形成能以及扩散势垒,而界面SnO₂缺氧态会进一步诱发氧向钙钛矿方向热迁移。所以SnO₂加速MAPb I₃分解的原因是,SnO₂内部的氧进入MAPb I₃内部,导致其去质子化加速了它的分解。（5）对制备好的SnO₂-ETL进行氧气等离子清洗处理,可以实现SnO₂由缺氧态到富氧态的转变。由于富氧态SnO₂内部氧空位形成能与扩散势垒极高,可以有效地抑制氧从SnO₂向MAPb I₃的扩散,提高了钙钛矿太阳能电池器件中SnO₂/MAPb I₃界面的热稳定性。