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钙钛矿太阳能电池因其优异的光电转换效率和较低的制作成本成为近十年来研究的焦点。然而目前报道的高效钙钛矿太阳能电池均基于铅基材料制备,并且稳定性不够理想,制约了钙钛矿电池的工业化生产。基于此,本论文采用金属元素锶(Sr)取代铅,制备出少铅钙钛矿薄膜材料并组装成电池,系统研究了Sr取代对钙钛矿材料微观结构以及电池性能的影响规律,阐明了相应作用机理,并探讨了电池的稳定性。采用反溶剂辅助的一步旋涂法和两步旋涂法,以SrI2为取代剂,制备了不同Sr取代量的钙钛矿薄膜并组装成太阳能电池,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、时间分辨发光(TRPL)光谱等检测手段系统研究了Sr取代对钙钛矿成膜以及电池性能的影响。结果表明,在反溶剂辅助的一步法中,Sr取代会影响中间相的成膜,导致钙钛矿薄膜的覆盖率降低,缺陷密度升高。当Sr取代量从0增加到5 mol%时,器件的光电转换效率从15.22%下降到6.37%。在两步旋涂法中,适量的SrI2取代可以改变PbI2前驱体的化学成分,从而减少钙钛矿薄膜中残余的PbI2含量,降低缺陷密度。当Sr取代量为10 mol%时,在AM 1.5G的太阳光照射下,钙钛矿太阳能电池效率达到1 5.52%。采用两步旋涂法,以SrCl2为取代剂,制备了不同Sr Cl2取代量的少铅钙钛矿薄膜并组装成太阳能电池。利用XRD、SEM、吸收光谱、TRPL光谱、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学阻抗谱(EIS)等检测手段系统探究了Sr、Cl共取代对钙钛矿微观形貌、成膜特性及其电池性能的影响。研究表明,Sr、Cl共取代能够改变钙钛矿薄膜中PbI2前驱体的化学成分,并减少PbI2的残余量。10 mol%SrCl2的取代可以提高钙钛矿薄膜的捕光效率,并提高“钙钛矿/Ti02”界面处的电子抽取效率,从而使得器件的短路电流密度(Jsc)从17.41 mAcm-2增加到19.45 mA cm-2。同时,Sr、Cl共取代可以减少钙钛矿电池中的电荷复合,导致电池的开路电压(Voc)及填充因子(FF)分别提高到1.08V和0.74。基于此,10 mol%SrCl2取代的钙钛矿太阳能电池获得了15.64%的光电转换效率,相比不含SrCl2的电池提升了 18.9%。采用两步旋涂法,制备了 10 mol%SrI2取代与10 mol%SrCl2取代的少铅钙钛矿薄膜,并组装成介孔结构太阳能电池。利用多种表征手段详细研究了Sr取代对钙钛矿薄膜及相应电池湿、热稳定性的影响。结果表明,1 0 mol%SrCl2取代能够提升钙钛矿薄膜的抗湿性能,有利于抑制湿度引起的钙钛矿缺陷密度的增加。在“20±5℃,30±5%RH”条件下储存21天后,10 mol%SrCl2取代的电池器件依然保持初始效率的84%。而10 mol%SrI2取代的钙钛矿表现出较强的湿度敏感性,导致电池内部串联电阻增加,复合阻抗减小。在“20±5℃,30±5%RH”条件下储存9天后,电池效率下降至初始值的20%以下。另外,10 mol%SrI2与10 mol%SrCl2取代的钙钛矿薄膜均表现出良好的热稳定性。18次热循环之后,上述两种Sr取代的钙钛矿太阳能电池均能够保持其初始效率的90%以上。