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太阳能作为一种绿色的可再生能源,逐渐成为了最有前景的能源之一。目前,金属卤化物钙钛矿太阳能电池作为发展最为迅速的第三代光伏技术,在科学界和工业界得到了广泛关注。迄今为止,小面积（～0.1 cm2）钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已超过25%,与商用的硅太阳能电池相媲美。但是大多数经过认证或报道的高效钙钛矿光伏器件,其制备方法的局限性导致器件有效面积较小,并且随着有效面积的扩大,器件效率呈明显的下降趋势,这制约了钙钛矿光伏器件的商业化化进程。超过平方厘米量级的大面积器件的制备、性能和稳定性等问题迫切需要深入研究。本论文主要针对当前钙钛矿器件在大面积制备及稳定性等方面的问题,采用了与工业化生产相兼容的刮涂法,制备了高质量的大面积钙钛矿薄膜,通过工艺优化、结晶控制以及缺陷钝化等策略,显著改善了薄膜刮涂制备过程中的结晶质量,获得了光伏性能优异的钙钛矿太阳能电池,这对高效钙钛矿器件的低成本大面积制备具有重要意义。具体研究内容如下:（1）MAPbI3钙钛矿薄膜刮涂工艺优化及大面积钙钛矿太阳能电池制备。首先,我们自主设计搭建了薄膜刮涂生长平台,并探讨了刮涂过程中基底温度、前驱体化学计量比等因素对所制备薄膜成膜质量及物理性能的影响。此外,针对不同空穴传输层的器件进行了光伏性能分析比较,发现利用NiOx无机空穴传输层显著提升了器件的开路电压及填充因子。最终,通过刮涂法成功制备出均匀平整的平方厘米量级钙钛矿薄膜,并组装了大面积（1 cm2）钙钛矿太阳能电池,最佳器件取得了8.8%的光电转换效率。该方法为后续钙钛矿薄膜的可拓展、高质量制备提供了参考,也对适用于模块化生产的钙钛矿光伏器件的开发具有重要意义。（2）利用表面活性剂辅助生长技术,进一步提高了刮涂法制备的MAPb I3钙钛矿薄膜及器件的性能。我们将表面活性剂PAA引入钙钛矿前驱体溶液中,来调控刮涂薄膜的形核及结晶过程。PAA的存在显著改善了刮涂薄膜结晶过程中的流体干燥动力学,降低了因基底温度太高而引起的Bénard-Marangoni对流,使晶畴之间连接更加紧密,从而制备出光亮平整且结晶度高的MAPb I3钙钛矿薄膜。同时深入探讨了PAA在刮涂成膜过程中的作用机制以及对钙钛矿薄膜光电性质的影响。最终,基于此薄膜组装的平面反式钙钛矿太阳能电池取得了14.9%的光电转换效率,有效面积1 cm2的大面积器件的效率也提升至10.9%,此外器件的可重复性以及稳定性也得到很大程度的提高。（3）利用两性离子稳定无甲胺α-Cs0.1FA0.9Pb I3钙钛矿薄膜。易挥发的甲胺基团是影响MAPb I3薄膜热稳定性的重要因素。为进一步拓展刮涂法制备热稳定性优异的无甲胺钙钛矿薄膜及器件,通过在甲脒基钙钛矿前驱体溶液中引入两性离子PPS,在Cs0.1FA0.9PbI3薄膜刮涂生长过程中实现了结晶控制与缺陷钝化的协同作用。一方面,两性离子可以与钙钛矿前驱体溶液相互作用,提高薄膜结晶过程中吉布斯自由能,从而延缓刮涂过程中的薄膜晶体生长,使甲脒基钙钛矿稳定在α相。其次,两性离子自身的正负电荷能够有效钝化钙钛矿薄膜中的带电离子缺陷,提高光生载流子的荧光寿命,降低薄膜内部缺陷诱导的非辐射复合率,最终制备出致密、平整的高质量大面积α-Cs0.1FA0.9Pb I3钙钛矿薄膜。基于此薄膜,成功组装了反式钙钛矿太阳能电池,相比于原始器件,开路电压得到显著提升,效率由16.2%提高到18.9%,并且薄膜及器件均展现出优异的环境稳定性和热稳定性。