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半导体钙钛矿材料MAPbI3（MA+=CH3NH3+）具有合适的禁带宽度、长的载流子迁移距离和高的载流子迁移率,使得基于该薄膜的太阳能电池器件具有宽的光谱响应范围和高的光电转化量子效率。目前,主要采用溶液法制备MAPbI3薄膜,该制备工艺温度低、操作简单、成本低廉。然而,使用DMF溶液制备的薄膜的空隙率较高,使得太阳能电池的性能较差。另外,器件各层间的能级差异和接触问题会影响器件中载流子的传输,进而影响器件性能。因此,通过加入添加剂提高MAPbI3薄膜质量、采用界面修饰优化器件的能级匹配和界面接触质量,可以有效改善太阳能电池的性能。此外,MAPbI3含有对人体有害的铅元素,因此,制备高效、稳定的无铅钙钛矿太阳能电池器件,是钙钛矿器件研究的另一重要方向。针对以上问题,本论文主要研究了以下内容:通过在MAPbI3前驱体溶液中添加非共轭的聚丙烯腈（PAN）,提高了钙钛矿薄膜的质量。当PAN浓度为20 mg/mL时,所制备薄膜质量最优。基于此薄膜的小面积（0.12 cm2）钙钛矿太阳能电池的光电转化效率可达14.48%,大面积（1 cm2）器件的效率可达7.32%。对比添加非共轭的PAN与共轭的聚3-己基噻吩（P3HT）的器件性能发现,P3HT与MAPbI3之间的电荷转移增加了载流子的复合,使得添加了P3HT的器件的性能较差。为了降低钙钛矿薄膜中留存的PAN对提升器件性能的限制,论文在MAPbI3前驱体溶液中加入易挥发的有机胺盐酸盐。添加剂盐酸盐通过增加成膜时的形核数量、促进有机基团间占位竞争及薄膜再结晶,实现了对钙钛矿薄膜质量的调控,提高了薄膜致密度和平整度。在有机胺盐酸盐中,苯胺盐酸盐（BACl）和二乙胺盐酸盐（DEACl）最有利于MAPbI3薄膜质量的提升。通过研究盐酸盐的浓度和薄膜的退火时间对薄膜质量的影响,获得了薄膜制备的最优工艺,即盐酸盐浓度为0.4 M,旋涂速率为4000 rpm,旋涂时长为30 s,90°C下退火10 min。基于此工艺,添加BACl和DEACl的器件的效率分别提升到了14.76%和14.15%。为了改善太阳能电池器件各层间的能级匹配和界面接触,论文采用聚乙二醇（PEG）:氧化石墨烯（GO）修饰氧化铟锡（ITO）,显著增加了ITO的表面功函数,提高了沉积在ITO上钙钛矿薄膜的质量,获得了效率为9.27%的无空穴传输层钙钛矿太阳能电池。在此基础上,采用PEG:GO修饰聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）,提高了PEDOT:PSS的表面功函数,促进了钙钛矿薄膜晶粒的长大;另外,使用二维MoS2修饰富勒烯衍生物（PC61BM）/Ag界面,使得倒装结构的平面异质结钙钛矿太阳能电池的效率由16.89%提高到19.14%,开路电压由0.96 V提高到1.14 V。为了进一步改善钙钛矿薄膜的光吸收和电荷传输性能,利用有机胺盐酸盐对钙钛矿MAPbI3在苯胺中溶解度的影响,制备了具有晶粒尺寸差异的叠层钙钛矿薄膜。采用此薄膜制备的无修饰层太阳能电池的效率为18.09%。在此基础上,引入PEG:GO和MoS2修饰层使器件的效率提高到20.68%,填充因子可达80.8%。叠层薄膜晶粒尺寸的增加提高了器件的稳定性。为制备稳定的无铅钙钛矿太阳能电池,论文采用抗氧剂亚磷酸三苯酯（TPPi）抑制CsSnI3中Sn2+的氧化,提高了全无机钙钛矿CsSnI3溶液的稳定性,溶液存放90天未变质。使用此溶液制备了稳定的CsSnI3薄膜,该薄膜具有低的锡空位掺杂载流子浓度;基于此薄膜制备了效率高达5.03%的无铅钙钛矿太阳能电池。