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钙钛矿太阳能电池因其制备工艺简单、光电转化效率高、易于实现柔性化等优势,成为目前的研究热点。但是想要实现钙钛矿太阳能电池的商业化应用,电池的效率和稳定性还需要进一步提高,空穴传输材料作为电池的一部分,在其中起着重要作用。为了提高电池的性能,为今后的商业化应用打下基础,本论文围绕新型芴类衍生物空穴传输材料在反式钙钛矿太阳能电池中的应用与器件优化展开研究,主要工作如下:我们引入了两种新型芴类衍生物HDM1和HDM2作为空穴传输材料,应用到反式平面结构钙钛矿太阳能电池中。通过原子力显微镜等表征测试方法,研究新型空穴传输材料的性质,发现材料HDM1和HDM2在成膜质量、能级的匹配程度、空穴迁移率以及空穴的提取和传输能力等方面表现出良好的性质,有利于提高器件的效率和稳定性;实验得到材料的HDM1和HDM2的最优制备工艺为:溶液浓度2 mg/m L,旋涂转速3000 r/min,应用材料HDM1和HDM2作为空穴传输层的电池器件取得了17.96%和18.59%的效率;使用(FAPb I3)1-x(MAPb Br3)x混合阳离子体系钙钛矿作为吸光层,使用两步法制备钙钛矿层,对钙钛矿薄膜进行优化,优化后的钙钛矿薄膜质量更好,主要体现在钙钛矿晶粒更大大,钙钛矿的结晶度更高,薄膜更加均匀、连续;经过器件优化后,基于材料HDM1的电池器件,效率最高达到了19.19%,基于材料HDM2的电池器件,效率最高达到了20.42%,同时,优化后的高性能电池器件具有良好的可重复性,可以忽略的迟滞效应和良好的工作稳定性。我们研究了新型空穴传输材料WMPA作为空穴传输材料在反式平面结构钙钛矿太阳能电池中的应用。实验得到材料WMPA的最佳的退火温度为115℃,空穴传输层的最佳厚度为12 nm,电池的最高效率为19.33%;与常用的空穴传输材料PEDOT:PSS相比,基于材料PEDOT:PSSW和WMPA的电池效率分别为15.22%和19.33%,应用材料WMPA的电池,在短路电流和开路电压上有较大提升;经过光致发光光谱测试发现材料WMPA具有更优异的空穴提取和传输能力,因此具有更好的性能;基于材料WMPA的电池,具有良好的可重复性,可以忽略的迟滞效应和良好的工作稳定性,未封装的电池在空气中保存1000 h后,电池的效率仍然保持在初始效率的80%以上,而基于材料PEDOT:PSS的电池只保留了初始效率的60%。