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有机-无机杂化铅卤钙钛矿的薄膜材料由于成本低廉、制作工艺简单、性能优异等特点,成为光伏、光电领域的明星材料,近年来得到了广泛研究。然而,由于多晶薄膜通常存在孔隙和表面缺陷,以及钙钛矿材料自身对水蒸汽、对光不稳定等问题,极大地限制了基于钙钛矿薄膜材料的光电器件性能的进一步提高。另外,目前普遍采用的铅基钙钛矿材料,铅的毒性问题也使其在应用推广上面临巨大的阻力。基于多晶薄膜存在的缺陷、不稳定等问题,以及材料中含铅的问题,本研究通过制备单晶的途径,提高钙钛矿材料的稳定性和器件性能;同时,寻找新型的少铅钙钛矿材料,以减少铅的使用量。本论文的两个主要工作为:(1)采用升温析晶法,研究了前驱体溶液浓度、晶体培养温度等因素对甲脒基碘化铅(FAPbI3)钙钛矿晶体生长的影响。研究结果表明,在前驱体溶液浓度为1.0 M,培养温度为100 ℃,是生长单晶最佳的条件。通过12小时更换一次前驱体溶液,培养3-4天的方法,可获得尺寸为20 mm的黑色α相FAPbI3单晶。经测试,该单晶分解的起始温度相比于多晶薄膜提高了 50℃ 表现出明显高于薄膜的热稳定性;吸收边相对于薄膜拓宽至870 nm,并且具有极小的缺陷态密度(～4.4×1010cm-3)和高的载流子迁移率(51±6cm2V-1s-1)。同时,利用金刚线切割技术,获得了厚度仅为600 μm的FAPbI3晶片,并将其应用于光探测器中,获得了良好的光响应性和器件稳定性。(2)以甲胺基碘化铅(MAPbI3)钙钛矿单晶为母体,通过向前驱体溶液中加入二价金属离子(Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+)或三价及一价的共混离子(Sb3++Cu+、Sb3++Li+、Cr3++Cu+、Cr3++Li+)的方法,研究了掺杂离子对钙钛矿单晶生长的影响。研究发现,仅在掺入Zn2+(或Ca2+)的条件下可以获得相对低毒的少铅钙钛矿单晶。对比不同Zn2+掺杂比例下的单晶样品,发现其XRD衍射峰位置随着掺杂比例的增加依次向低角度方向偏移,由此推断Zn2+并没有替代Pb2+所在的晶格位点,而是以间隙原子形式进入到钙钛矿晶格中。另外,掺杂Ca2+的前驱体溶液中,培养出的晶体为四方块形状,且钙离子掺杂比例为15%时,获得的晶体的质量最高。同时,基于此掺Ca2+单晶的光探测器也具有一定的光响应性和良好的器件稳定性。