钙钛矿薄膜的晶粒尺寸对器件性能影响很大。采用湿润性不同的空穴传输层以及不同浓度的CH3NH3I（MAI）溶液, 使用热退火和溶剂气氛退火的方法制备出CH3NH3PbI3薄膜及相应电池。测量了不同制备条件的钙钛矿薄膜的X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱, 以及器件的电流密度电压曲线。结果表明, 溶剂气氛退火可以有效地增大薄膜的晶粒尺寸, 提高器件的电流密度; 较高浓度的MAI能将PbI2完全转化为CH3NH3PbI3, 增大晶粒尺寸; 不湿润的功函数更高的空穴传输层有利于电池效率的提高。制备了最高效率为13.3%的CH3NH3PbI3钙钛矿电池, 为制备更大晶粒的钙钛矿薄膜与更高效率的钙钛矿太阳电池奠定了基础。

分别以纯二甲基甲酰胺、纯二甲基亚砜以及二者不同比例的混合物作为前驱体溶剂, 制备钙钛矿薄膜样品.将薄膜样品分为两组, 分别将其置于氮气氛围中进行热退火和二甲基亚砜蒸汽氛围中进行溶剂退火, 并对薄膜样品的微观结构和光电特性进行系统研究分析.结果表明, 与热退火相比, 经溶剂退火后样品的平均晶粒尺寸和均匀性显著提升, 从而减小了薄膜中晶粒边界或界面的体积分数.采用混合前驱体溶剂和后续溶剂退火增加了薄膜的厚度和可见光的利用率, 有效改善了薄膜形貌, 优化了结晶质量.同时薄膜光致发光强度的增加, 表明薄膜缺陷态密度降低.采用优化后的钙钛矿薄膜作为吸收层制备太阳电池, 其光电转换效率达到15.7 %.

通过改变溶剂退火时的环境压强控制溶剂的蒸发速率,在不同压强下进行加压溶剂退火制备了基于聚-3己基噻吩∶富勒烯衍生物(P3HT∶PCBM)的体异质结聚合物太阳能电池.X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及原子力显微镜(AFM)的测试结果表明,增大溶剂退火的环境气压改善了薄膜的结晶度,增强了有源层的光吸收,提高了P3HT和PCBM的相分离程度,更有利于激子的解离和载流子传输.与在常压下溶剂退火相比,在2.0 MPa压强下对有源层进行溶剂退火的器件的光电转换效率提高了29%,达到了3.69%.

活性层的微观形貌在很大程度上决定了聚合物光伏器件的性能表现并依赖于制备工艺条件。为了改善薄膜内部分子排布结构并追求较高的器件光电转化效率，采用溶液法制备了基于P3HT∶PCBM的聚合物太阳能电池(器件结构：ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/Al)，通过改变器件制备流程中活性层退火处理工艺，研究了热退火、溶剂退火以及溶剂预处理结合热处理的双重退火对聚合物太阳电池性能的影响。研究发现：双重退火的光伏器件的各项性能参数均优于单一退火处理器件，获得了3.25%的光电转化效率。原子力显微镜及X射线衍射仪的表征结果进一步证明：双重退火处理能够在促进聚合物给体良好有序结晶的同时保证共混组分适度地相分离，从而有利于光生激子的解离以及载流子的传输。