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钙钛矿太阳能电池是一类基于有机胺基卤化铅的新型太阳能电池。因其兼具了工艺简单和光电转换效率高的优势，克服了传统硅基太阳能电池工艺复杂的缺点，同时效率远高于有机太阳能电池和染料敏化太阳能电池等，有望实现用简单工艺制备效率超过20％的光电转换器件。 在钙钛矿太阳能电池中，从稳定性和成本方面考虑，TiO2是最有应用价值的材料之一。基于TiO2的钙钛矿太阳能电池有两种结构:平板结构和介孔结构。不论哪种结构，作为空穴阻挡层的TiO2薄膜的致密性是保证电荷高效分离的必要条件。而介孔TiO2层的引入则是解决钙钛矿太阳能电池滞后效应的主要方法。因此，本文采用溶胶凝胶、磁控溅射和脉冲激光沉积三种方法，系统开展了不同工艺条件对TiO2薄膜致密性影响的研究，探明了薄膜制备工艺对钙钛矿太阳能电池转换效率的影响规律;同时，采用水热法开展了介孔TiO2薄膜的制备工艺研究，有效解决了钙钛矿太阳能电池中的滞后效应。 首先，合成了BJP和BLP两种溶胶，采用溶胶凝胶法制备了TiO2薄膜，对比了不同溶胶制备薄膜的形貌、厚度和电池性能，得出了用BJP制备的阻挡层具有最佳性能和重现性的结论。进一步优化了溶胶凝胶法制备阻挡层、钙钛矿层、空穴传输材料层和背电极的制备工艺，得到了最佳的电池组装工艺。 其次，采用磁控溅射法制备了TiO2阻挡层，改善了钙钛矿太阳能电池的性能，获得了超过16％的光电转换效率。对比研究了磁控溅射、喷雾热解和溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜的形貌、致密度和荧光猝灭效果。结果表明，磁控溅射的薄膜由于最致密、对FTO覆盖最好、复合电流最小，并且最有效的猝灭了钙钛矿薄膜的荧光，因而具有最好的光电转换性能。 此外，采用脉冲激光沉积法制备了致密TiO2薄膜，改善了钙钛矿太阳能电池的性能，确定了最佳沉积条件。研究了不同氧压下，制得薄膜的物理性质和电池性能的规律。结果表明，氧压在3Pa以上时，TiO2薄膜具有增透效果，减小了钙钛矿太阳能电池的入射光损失，增大了短路电流密度;增大氧压可以增大TiO2的禁带宽度、提升导带位置，增大开路电压，当氧压为7 Pa时，制备的TiO2薄膜具有最好的性能。 最后，采用水热法合成了高结晶性的TiO2纳米晶，解决了平板结构钙钛矿太阳能电池的滞后问题。研究了不同介孔层厚度下，钙钛矿太阳能电池的滞后效应，得出了当介孔层厚度为500 nm，碘化铅浓度为578 mg/mL时，钙钛矿太阳能电池无滞后的结论，并分析了钙钛矿太阳能电池产生滞后的原因。 总之，本论文采用溶胶凝胶、磁控溅射和脉冲激光沉积三种薄膜制备方法，系统研究了钙钛矿太阳能电池中TiO2薄膜的制备工艺对薄膜质量和电池性能的影响规律，得出如下结论:钙钛矿太阳能电池效率取决于(1) TiO2薄膜致密度;(2)厚度;(3)透过率;(4) TiO2导带位置。用水热法合成TiO2纳米晶作为介孔层，研究了介孔层厚度对钙钛矿太阳能电池滞后效应的影响规律，解决了滞后问题，得到了滞后的原因是:(1) TiO2和钙钛矿本身都是n型半导体，接触时形成同型异质结不能有效分离电荷;(2)钙钛矿是离子导体并且半导体性质随着碘含量变化而变化，在缺碘较严重时表现为p型半导体;(3) TiO2和钙钛矿晶格失配度高，钙钛矿缺陷浓度大;(4)在不同大小和方向的偏压作用下，碘离子在钙钛矿中分布不同，TiO2附近的钙钛矿表现出不同的性质，影响了TiO2/钙钛矿界面的电荷分离效率。