伴随着能源危机,清洁、可再生的太阳能迅速发展起来。在对太阳能的利用过程中,太阳能电池被认为是最有效的转换方式之一。钙钛矿太阳电池(PSC)凭借低成本、高光电转换效率等特点,成为光伏领域中一颗耀眼的新星。介孔PSC通常采用金属氧化物纳米颗粒作为介孔层,以达到传输电子和支撑钙钛矿层的作用,进而获得较为理想的光电转换效率。TiO2纳米球,因具有优异的电子传输性能和高比表面积等优势,是一种优良的介孔材料。本论文的研究工作是围绕基于Ti02纳米球的介孔PSC展开,通过调节溶剂及添加剂的种类及比例,利用一步水热法制备出具有三种不同介孔结构的Ti02纳米球并组装成PSC器件,通过其光电性能的测试,最终获得适用于PSC的TiO2介孔材料,并为获得高效PSC介孔的材料制备,提供一种设计思路。首先,以乙腈、异丙醇、乙酰丙酮作为溶剂体系,选用钛酸正四丁酯为钛源,通过改变添加剂的用量,制备出尺寸和结构可控的TiO2曲奇球(CB)。选择直径均匀(300 nm),且具有良好单分散性的TiO2曲奇球制备成浆料,与商用P25浆料进行不同比例的混合,进而在具有致密层的FTO基底上制备相应的mp-TiO2薄膜。在此基础上,利用甲胺铅碘(MAPbI3,MA = CH3NH3)作为PSC电池吸光层材料,组装PSC器件并进行光电性能的测试。结果表明,与基于P25的PSC相较,该Ti02曲奇球与P25浆料混合后所制备的mp-TiO2薄膜,更有利于MAPbI3的渗入,且当P25和TiO2曲奇球1:1混合时,可显著提高PSC的光吸收能力及短路电流密度,最终获得14.56%的光电转换效率,比基于商用P25作为介孔层的PSC效率提高了近2%。其次,采用异丙醇和乙酰丙酮作为溶剂体系,同时改变添加剂的用量,制备尺寸可控的空心Ti02纳米球(HS)。将直径分布均匀(500nm),且单分散性良好的空心TiO2纳米球制备成浆料,与P25浆料按不同比例进行混合,进而制备相应的PSC电子传输层,并分别组装成PSC器件进行性能测试。结果表明,500 nm的空心球与P25混合制备的Ti02介孔层有利于MAPbI3的渗入,且由于空心Ti02纳米球对可见光的多次反射,使得所组装PSC的光吸收能力大大增强,从而有效提高电池的短路电流密度。当空心TiO2纳米球和P25进行1:1混合时,可获得光电转换效率为17.64%的PSC。利用电化学阻抗谱对PSC界面的动力学过程进行分析,结果表明,当TiO2介孔层由P25和Ti02曲奇球1:1混合时,PSC的传输电阻明显减小。最后,在异丙醇和乙酰丙酮溶剂体系的基础上,通过改变两种溶剂的比例,制备出短轴约为500 nm的椭球状Ti02纳米颗粒(WD)。将其制备成浆料,与P25浆料按照一定比例混合后,制备成PSC电子传输层,并组装PSC器件进行性能测试。结果表明,电子传输层中掺入椭球状TiO2纳米颗粒后,帽子层厚度增加,且钙钛矿层的晶界减少,从而使得电子-空穴复合几率减少,开路电压提高。本论文采用乙腈、异丙醇和乙酰丙酮作为溶剂体系,通过调节溶剂比例,并控制添加剂的量,制备出尺寸可控的曲奇状TiO2纳米球(CB)、空心Ti02纳米球(HS)以及椭球状TiO2纳米颗粒(WD)。将此三种Ti02纳米材料与商用P25按比例进行混合后制备成电子传输层,并组装成相应的PSC电池,进行性能测试后发现:由于所制备的TiO2纳米材料的高比表面及特殊的微观结构,可有效提高钙钛矿层的光利用率,从而获得具有较高光电转换效率的PSC器件。