近年来,以CH₃NH₃PbI₃（MAPbI₃）为代表的有机-无机杂化钙钛矿材料由于具有较高的吸光系数、合适的光学带隙和优异的载流子传输特性而受到广泛关注。但传统AMX₃结构中A位有机阳离子与晶格结合弱、易吸湿及挥发,面临严重的稳定性问题。近期研究表明无机Cs⁺掺入可有效增强材料的稳定性,因而研究开发新型Cs基钙钛矿电池将具有重要意义。然而,当前溶液法制备工艺却存在液相反应过快、薄膜组分控制困难及溴化物溶解度低等难题。针对上述问题,本论文采用可控的化学气相沉积工艺（CVD）,对AMX₃钙钛矿进行气相组分调控,以获得高效、稳定的Cs基钙钛矿新型电池。论文主要研究A位FA⁺/Cs⁺混合阳离子调控、X位Cl^-掺杂及Br^-取代对薄膜气相生长过程的影响规律,包括以下三方面工作:第一,Cs_xFA_1-xPbI₃薄膜的CVD制备及其光伏性能研究。FAPbI₃具有更窄的带隙和较好的光热稳定性,但其α相不稳定。采用Cs⁺/FA⁺混合阳离子气相调控,以提高其结构稳定性。即旋涂Cs_xPbI_2+x前驱薄膜,并与FAI蒸气发生气-固（G-S）反应,从而得到Cs_xFA_1-xPbI₃薄膜。研究表明:在0xFA_1-xPbI₃;但当x>0.3时,薄膜会发生相分离,产生δ相CsPbI₃。同时,当x=0.15时,Cs_0.15FA_0.85PbI₃晶胞体积最小、薄膜稳定性最佳;光伏器件可获得14.45%的较高转换效率,且一周后仍能保持在90%以上。第二,MA_0.85Cs_0.15PbI_3-xCl_x薄膜的气相生长及光伏性能研究。由于Cl^-掺杂可改善薄膜的结晶质量,增长载流子的传输距离;故在Cs基钙钛矿中引入Cl^-,并研究其具体作用机理。以CsCl为Cl源,旋涂制备Cs_0.15PbI_2.15-xCl_x前驱薄膜,与MAI蒸气反应得到MA_0.85Cs_0.15PbI_3-xCl_x薄膜;采用XRD、SEM及同步辐射光电子能谱（SRPES）进行表征。研究发现:Cl元素只在前驱薄膜中存在,当形成钙钛矿薄膜之后会随之消失。Cl^-掺杂会对前驱薄膜的晶体结构、表面形貌产生重要影响;而对钙钛矿薄膜起到辅助结晶作用,会使薄膜更致密、晶粒尺寸增大。并成功制备出15.64%的电池器件,达到CVD气相法制备的较高水平。第三,CsPbBr₃无机钙钛矿薄膜的Br₂蒸气辅助制备及全无机光伏器件研究。完全摒弃有机阳离子,研发热稳定性更好的CsPbX₃新型无机钙钛矿可望解决关键材料的稳定性难题。但CsPbI₃存在结构相变,为此采用离子半径更小的Br^-取代I^-,从而收缩晶格,提高其稳定性。即以CsPbI₃薄膜为基础,采用新颖的Br₂蒸气辅助CVD工艺,有效引入Br^-,完美解决溴化物溶解难题,得到稳定的CsPbBr₃无机薄膜。最后结合C电极,研制出FTO/c-TiO₂/m-TiO₂/CsPbBr₃/Carbon结构的全无机钙钛矿电池,并实现5.38%的较高光电转换效率;经21天稳定性测试,器件效率仍保持90%左右。