钙钛矿太阳能电池作为一种新型的能源技术有巨大的研究前景,是目前可再生能源领域的研究重点。提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率的关键之一是提高光子转换为有效电子的利用率,即在保证高质量钙钛矿薄膜的前提下,提高钙钛矿层到电荷传输层的电荷提取和传输的能力。氧化镍（Ni Ox）因具有高电导率和光学透光率,与钙钛矿层较好的能级匹配以及优异的化学稳定性,使它成为目前具有很好研究前景的空穴传输层材料。为了提高Ni Ox基空穴传输层的反式平面钙钛矿太阳能电池的效率,如何提高Ni Ox空穴传输层的空穴传输能力成为了关键,也是目前Ni Ox空穴传输层的研究热点。由于空穴传输层的结晶质量、能级匹配和电导率是决定空穴传输能力的主要因素,因此本论文以提高Ni Ox空穴传输层的空穴传输能力为出发点,先使用简单且有效的低温溶液法制备Ni Ox薄膜空穴传输层并实现了高效率的钙钛矿太阳能电池器件,后利用脉冲激光沉积技术制备出高结晶质量的Ni Ox薄膜并阐明其生长机理,通过VNi缺陷调控和Cu+离子掺杂作为能级调控和提高电导率的有效途径逐步提升钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。本论文的主要内容归纳如下:（1）Ni Ox纳米颗粒粉末的合成及其低温溶液法制备Ni Ox空穴传输层。首先通过溶胶-凝胶法制备尺寸均匀的Ni Ox纳米颗粒粉末,溶于去离子水中形成均匀的分散液,旋涂并低温退火得到Ni Ox薄膜。通过改变Ni Ox纳米颗粒分散液的浓度,制备不同厚度的Ni Ox空穴传输层,得到最优的钙钛矿太阳能电池的效率达到18.8%。（2）制备出高质量Ni Ox空穴传输层,并阐明了影响薄膜生长的主要因素。脉冲激光沉积是制备高质量Ni Ox薄膜的有效方法之一,激光能量、衬底温度和氧分压对薄膜的结晶质量和VNi缺陷有很大的影响。高激光能量保证了Ni Ox薄膜好的结晶质量,随着衬底温度的增加Ni Ox薄膜的结晶性也会提高由于VNi缺陷含量的减少,同时氧分压越高Ni Ox薄膜中的VNi缺陷也会越多,而且通过Cu+离子掺杂Ni Ox晶格结构VNi缺陷位点达到提升结晶质量和提高迁移率的效果。（3）VNi缺陷调控提高Ni Ox空穴传输层的电导率和透光率,促进空穴载流子的提取和传输。通过简单地调控氧分压,退火温度和持续时间,VNi缺陷可以有助于改善Ni Ox薄膜的电导率和透光率。研究发现随着氧分压的增加,Ni Ox薄膜的电导率和透光率都有着明显的提升。具体而言,由VNi缺陷的密度调控Ni Ox的价带能级更好地与钙钛矿层匹配或对齐,从而促进更快的空穴提取和更小的能量损失。密度泛函理论计算显示由于VNi含量的增加而产生更高的空穴载流子浓度使费米能级移向更低的能级位置。受益于出色的透光率和电导率以及良好能级匹配,具有Ni Ox空穴传输层的倒置钙钛矿太阳能电池表现出的较高的开路电压为1.14 V,短路电流密度为20.49 m A/cm~2,填充因子为0.72和光电转换效率为16.85%。（4）Cu+离子掺杂提高Ni Ox空穴传输层的结晶性和电导率,优化钙钛矿太阳能电池性能。不同Cu掺杂浓度的Cu:Ni Ox靶材通过高温固相反应获得,并通过脉冲激光沉积制备高质量的Cu:Ni Ox膜。Cu+离子掺杂不仅占据了VNi缺陷位点以及改善结晶质量并提高空穴迁移率,而且替代晶格Ni2+位点并充当受体以提高空穴浓度。与未掺杂的Ni Ox薄膜相比,Cu:Ni Ox薄膜表现出更高的电导率和更快的电荷提取和传输效率。通过使用制备的Cu:Ni Ox薄膜作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输层,并获得23.17 m A/cm~2的高的光电流密度和高的功率转换效率为20.41%,优于其他物理气相沉积Ni Ox空穴传输层的功率转换效率。与此同时,即使没有任何封装处理,钙钛矿太阳能电池器件具有微乎其微的迟滞行为和长期的空气稳定性。