金属卤化物钙钛矿因具有高的吸光吸收、长载流子扩散长度和优异的缺陷容忍度等优点,已经成为太阳能电池的研究热点领域。目前,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率已经接近单晶硅太阳能电池,成为最有应用前景的新一代光伏技术之一。然而,钙钛矿材料及器件的仍然面临结构和稳定性问题,极大的制约了钙钛矿太阳能电池的商业化应用。通过在三维钙钛矿中引入大尺寸的有机阳离子来降低维度已经成为提高钙钛矿材料及器件稳定性的有效方法之一。我们将合成的有机铵配体(如:噻吩甲铵,噻吩甲脒等)引入到三维钙钛矿材料中制备二维或准二维钙钛矿太阳能电池。通过新材料的合成和器件工艺优化,实现钙钛矿结晶性和结晶取向的有效调控。同时大尺寸芳香有机阳离子的引入可以有效阻碍钙钛矿材料中的离子移动,减少缺陷态密度,降低电荷载流子复合损失,提高钙钛矿材料的疏水性和耐水性。经过器件优化,基于噻吩甲铵配体材料的二维钙钛矿材料的效率突破19%,而基于芳香甲脒二维/三维杂化钙钛矿材料的能量转换效率达到23.36%。由于芳香有机阳离子具有更高的热稳定性和强的疏水性,基于这些间隔基的低维钙钛矿材料及器件的稳定性均得到较大的提高。另外,我们最近开发了一类二维共轭聚合物半导体材料,将其做为空穴传输材料用于n-i-p型器件,不需要任何添加剂,可实现22.17%的能量转换效率。该效率是目前基于非掺杂空穴传输材料钙钛矿太阳能电池的最高效率之一。