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PbS量子点由于摩尔消光系数高、光学带隙可调以及可溶液法制膜等特点成为太阳能电池理想的光吸收层材料。2010年至今,异质结型PbS量子点电池的效率迅速提高,同时表现出优异的稳定性。然而,光生电子在PbS量子点中的自由扩散长度不足所导致的光吸收和载流子分离之间的矛盾,仍然是限制其效率进一步提高的主要因素。此外,随着PbS量子点电池效率水平的不断提高,它的工业化问题也得到越来越广泛的关注。以往研究集中于PbS量子点光吸收层的制备方法和技术。然而,作为电池重要组成部分的ZnO电子传输层,人们却鲜有关注其对电池性能的影响,以及未来工业化对其的要求。本论文从ZnO电子传输层的研究入手,对比研究了 ZnO纳米粒子薄膜和磁控溅射ZnO薄膜对平面异质结电池效率、稳定性以及温度依赖特性的影响规律,揭示了不同材料特性对电池影响的机理。进一步以ZnO纳米线阵列为电子传输层构造三维异质结PbS太阳能电池,利用三维异质结正交化光吸收和载流子分离方向的特点提升光电流生成,并探索了以界面修饰方法抑制三维异质结界面复合的途径。具体研究内容如下:1.利用低温磁控溅射技术,成功制备出均匀致密的ZnO薄膜,并用于PbS量子点太阳能电池。相对于ZnO纳米粒子膜,磁控溅射ZnO膜更加的粗糙、致密。基于磁控ZnO电子传输层的器件无论在电池效率（6%）,还是在稳定性方面都媲美受到广泛关注的ZnO纳米粒子电子传输层。进一步将其用于柔性衬底和大面积电池,获得了良好的结果。鉴于磁控溅射技术是一种大规模制备高质量薄膜的方法,我们认为磁控溅射ZnO能够替代ZnO纳米粒子膜,在PbS量子点电池产业化中占据重要地位。2.研究了不同的ZnO电子传输层,对平面异质结PbS量子点电池的温度依赖特性的影响。磁控溅射ZnO和ZnO纳米粒子的电池结果表明,随着温度的升高,二者在开路电压和电池效率方面,表现出共同的下降趋势;而在填充因子和短路电流方面,变化趋势迥然不同。磁控溅射ZnO的电池结果中,短路电流随着温度的升高而降低,填充因子随着温度的升高而升高;ZnO纳米粒子的电池结果则反之。通过对二者的变温光电导和变温光致发光特性分析,我们认为材料维度导致的电荷传输机理的不同,材料内部缺陷的不同,是影响电池性能温度特性的主要原因。3.构建了基于ZnO纳米线的三维异质结PbS量子点电池。电池结果表明,三维异质结结构能够大幅提升电池短路电流,但同时牺牲部分开路电压,因此限制了电池效率的进一步提高。界面电荷复合加剧,被认为是开路电压损失的主要原因。我们利用低温溶液过程,在ZnO/PbS界面处沉积了超薄的Mg（OH）2绝缘层。电池结果表明,Mg（OH）2界面层能够在略微损失短路电流的情况下大幅提高开路电压（33%）和电池效率（25%）。光致发光和开路电压衰减测试表明,Mg（OH）2界面层能够有效钝化ZnO的表面缺陷,同时抑制了 ZnO中光生电子和PbS中光生空穴的界面复合,增加电子寿命。电池的不同光强下的测试结果,进一步阐明了 Mg（OH）2界面层,提高电池效率的机理;同时发现,PbS量子点内部的电荷复合是限制电池填充因子和效率的主要原因。