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基于有机-无机杂化钙钛矿材料的钙钛矿太阳能电池在光伏发电领域体现出了极大的潜力,其光伏性能实现了飞速的提升。经历了近十年的时间,目前钙钛矿太阳能电池的最高效率高达23.7%,超过了CdTe和CIGS薄膜太阳能电池的最高效率,并接近单晶硅太阳能电池的最高效率。由于钙钛矿薄膜可以通过简单廉价的溶液工艺制得,使得钙钛矿太阳能电池技术正成为目前商业可用光伏技术的低成本替代品。虽然钙钛矿太阳能电池具备了商业化的潜力,但是想要实现真正的产业化发展,还需要克服几个关键问题,包括大面积钙钛矿电池器件的制备工艺,电池的稳定性能和迟滞问题,以及柔性器件的制备等。目前,虽然一步法制备工艺可以制备出高质量的钙钛矿薄膜,但却存在重复性差、不适合制备大面积电池器件等缺点。同时,大多数高效率钙钛矿电池仍然采用高温烧结的TiO2作为电子传输层材料,高温烧结的制备工艺既增加了制备成本和工艺复杂性,又限制了其在柔性基底上的应用。并且TiO2自身电子迁移率较低,在紫外光照下不稳定的缺点也使得制成的器件存在严重的迟滞现象和较差的稳定性。针对上述TiO2电子传输材料的缺陷,本文以新型富勒烯衍生物用作电子传输层和界面修饰层为主要内容,开展了以下两方面的工作:(1)合成了新的吡啶功能化富勒烯衍生物(PyCEE),并作为正置结构钙钛矿电池的电子传输层来替代传统的TiO2电子传输层。基于PyCEE电子传输层的电池实现了 18.27%的最高光电转换效率,并且迟滞现象得到明显的抑制,这都优于基于TiO2电子传输层的器件。PyCEE具有与FTO和钙钛矿相匹配的能级和较高的电子迁移率,有利于电子的提取和传输。此外,PyCEE中的吡啶基团可以与钙钛矿中的铅离子有配位作用,钝化钙钛矿活性层的铅空位陷阱,减少电子传输层与钙钛矿界面处的电荷复合。此外,PyCEE可低温溶液处理的特性使其可用于柔性基底。我们制备出效率为15.25%的柔性钙钛矿太阳能电池,证明其在柔性器件中的适用性,并为钙钛矿电池的大规模商业化生产提供了新的可能。(2)合成了新的羧基功能化富勒烯衍生物(CEBA、CEPA),将其用作TiO2的界面修饰材料。通过实验测试发现,经过富勒烯羧酸衍生物修饰的TiO2表面得到明显改善,粗糙度下降,并有助于提高钙钛矿薄膜的结晶度,使得钙钛矿质量显著提高。同时,经过富勒烯羧酸衍生物修饰后的TiO2薄膜的电子迁移率也大大提升,电子传输能力得到提高。并且羧基与钙钛矿中的铅也具有一定的配位作用,可钝化钙钛矿界面处的缺陷,在提升器件整体性能的同时,也明显改善了器件的迟滞现象,为以后钙钛矿太阳能电池的富勒烯界面修饰材料的设计和合成提供更多的借鉴和指导。