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目前,无机CsPbI3钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其卓越的光电性能和热稳定性受到了广泛的关注。然而,由于Cs+较小的半径（1.88?）,CsPbI3的容差因子（t）（～0.8472）严重偏离理想值（0.9-1.0）,导致基于黑色相的CsPbI3会在室温下自发转变为黄色非钙钛矿相（δ-CsPbI3）,这仍然是一个难以破解的难题。目前,构建二维（2D,n≤5,其中n值为无机板层数）或准二维（准2D,n＞5）CsPbI3结构是一种有效且有前景的追求更高相稳定性的策略。与三维（3D）CsPbI3相比,2D或准2D CsPbI3中的大型有机阳离子可以作为阻挡层来抵抗水的侵蚀,并产生空间位阻抑制相变和离子迁移。然而,在2D或准2D CsPbI3 PSCs中,高功率转换效率（PCE）和长期稳定性被认为是不兼容的。目前的研究主要是基于准2D CsPbI3 PSCs,其PCE超过15%已达到商业化应用需求,但长期稳定性受到了一定的限制。相反,2D CsPbI3 PSCs具有出色的稳定性,但最高PCE仅为9.49%。因此,2D CsPbI3PSCs的性能优化是一个迫切需要解决的问题。虽然CsPbI3具有合适的带隙（＜1.73 eV）,但仍表现出窄光谱响应,只能使用紫外-可见光（300 nm-800 nm）,近46%的红外光（IR）被直接浪费。因此,如何提高整个光谱的利用率是进一步优化器件性能亟待解决的问题。本论文针对优化2D CsPbI3 PSCs的PCE和3D CsPbI3PSCs光谱利用率不足展开论述,具体工作如下:1)通过引入苯乙胺阳离子（PEA+）产生空间位阻,2D Ruddlesden-Popper（RP）（PEA）2（Cs）n-1PbnI3n+1比3D CsPbI3表现出更强的相稳定性。然而,不可控的结晶过程导致（PEA）2（Cs）n-1PbnI3n+1薄膜的覆盖率差和不良的相分布,进而导致PCE较低（＜10%）。为此,我们提出了一种底层表面工程（USE）方法,通过提高基板的润湿性促进了前驱体溶液的扩散,从而获得具有高覆盖率和低缺陷密度的高质量薄膜。进一步的表征证实,该方法也能够实现更均匀的相分布,并实现小n相和大n相在薄膜中从底部到表面的有序排列,这有助于有效的电荷转移,从而增强光电流的传输和提取。结果表明,（PEA）2Cs3Pb4I13 PSCs的PCE从最初的9.03%提高到15.92%,同时稳定性增强。该方法在其他RP和Dion-Jacobson（DJ）类型的2D CsPbI3 PSCs中也具有通用性,为其未来的商业应用铺平了道路。2)由于量子和介电限制,2D CsPbI3结构通常具有较大的激子结合能,且很难消除电荷隧穿中无机层和有机层的能量势垒,进而导致不良的载流子传输。我们开发了一类多环芳族胺（1-萘胺（1-NA））作为2D RP CsPbI3PSCs的间隔物。理论模拟和实验表征发现,与传统的单苯环分子相比,具有扩展π共轭长度的1-NA间隔物,具有大的偶极矩,能减少介电失配,降低激子结合能,促进有效的电荷分离。同时其还具有强的氢键（NH…I）作用和分子相互作用,能够促进钙钛矿的结晶,制备出高质量及优选晶体垂直取向的薄膜,导致较低的缺陷态密度和定向载流子传输。并且1-NA间隔物在导带中具有较大的贡献,也有利于载流子输运。结果显示,基于（1-NA）2Cs3Pb4I13的器件表现出16.62%的优异性能,并有着显著增强的稳定性。3)在2D CsPbI3中,有机间隔物的绝缘特性也不利于载流子传输,且严重降低了2D CsPbI3组分的相互作用,不利于晶体的取向生长。为此,我们对比研究有机间隔物的组分及链长差异,开发了一种新型富含氨基团（NH）的苯肼（PHA+）间隔物来实现2D CsPbI3薄膜结晶速率及载流子特性调控。结合实验表征证明,由于PHA+间隔物与无机层中的氢键（N-H?I）相互作用增强,加速了薄膜的结晶速率,帮助获得陷阱态密度显著降低的大晶粒尺寸、致密的薄膜,从而实现了高效的电荷载流子传输。最后,基于（PHA）2Cs4Pb5I16器件实现了16.23%的性能,并且显示出较好的环境稳定性。4)为了更好的将太阳光中的IR区域用于到光伏器件（PVs）,已提出通过上转换纳米粒子（UCNPs）来提高性能。然而,研究人员最近发现,由于UCNPs固体薄膜超低的上转换（UC）光致发光量子产率,UC效应在PVs性能的提升中可以忽略不计,而UCNPs在PVs中的真正机制尚未得到明确研究。在此,我们通过实验和理论计算,深入探索了UCNPs优化PVs性能的潜在机制。基于无机钙钛矿γ-CsPbI3材料,将Na YF4:20%Yb3+,2%Er3+UCNPs集成到不同的传输层中以优化PVs的PCE。与参考器件相比,在没有牺牲开路电压和填充因子情况下,优化器件的短路电流密度和PCE分别达到了20.87 m A/cm~2（20.39 m A/cm~2）和18.34%（17.72%）。进一步的实验表征证实,改进的性能归因于可见光利用的增强而不是IR。为了从理论上解释这一说法,我们模拟了器件中的光场分布,并计算了每一层的吸收。结果表明,引入与其他层不同折射率的UCNPs会造成光场扰动,增强γ-CsPbI3对可见光的捕获。