能源短缺问题已然成为一大难题,日益枯竭的化石能源使人类对新能源的需求日趋紧迫。而新能源材料和光伏技术给减缓这一问题带来希望。在当今现代化工业污染以及雾霾加剧的情况下,薄膜太阳能电池能实现零污染排放且能部分解决能源危机,这类新型电池只需一层相当薄的光敏材料,可制作成柔性器件,并且生产成本低。染料敏化太阳能电池(DSSCs)到目前为止已有二十多年的发展,其效率最高已达14.3%。研究出新型而又高效的染料分子是亟待解决的问题。此外,钙钛矿太阳能电池(PVSCs)近几年得到飞速发展,它是从DSSCs衍生而来,两者具有相似性。在短短几年时间内,其效率已从3.8%上升到了22.1%。效率的快速增长主要从钙钛矿层晶体形貌的改善、电子输运层(ETL)和空穴输运层(HTL)的优化以及界面的修饰等方面来获得。三苯胺由于具有很好的给电子能力和高的空穴输运能力而成为一种理想的给体单元。本论文主要研究了含三苯胺的分子在DSSCs和PVSCs中的应用。内容如下:1.设计并合成了以三苯胺为给体单元,带有噻吩吩噁嗪衍生物的噻吩作为共轭π桥单元,氰基乙酸为受体单元的一种新型有机染料,并运用到了DSSCs中。相比以含共轭双烯基团的噻吩为共轭π桥单元的染料分子,通过对其光物理性能研究,发现它具有更高的摩尔吸光系数。通过研究其电化学性能以及光伏性能,发现它有着较合适的能级,由于染料分子在TiO2薄膜上存在H型聚集,最终在加入共吸附剂鹅脱氧胆酸(CDCA)的作用下其光电转化效率(PCE)为4.88%。2.设计合成了以三苯胺为双端基,分别以双噻吩并吡咯、双噻吩并环戊二烯为核的有机小分子W-1和W-2,并运用在钙钛矿太阳能电池中作为空穴输运材料,与当前最常用的空穴输运材料2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴(简称Spiro-OMeTAD)相比,其分子结构简单,合成路线简易。通过对它们的电化学性能进行研究之后,发现它们都具有较合适的HOMO能级,能使空穴有效的注入。而且材料的溶解性和成膜性都很好。再对其器件的光伏性能研究后发现它们与Spiro-OMeTAD有着可比拟的性能。对于研究发展新型高效的空穴输运材料具有实用价值。3.以PVSCs器件为研究对象,探讨了介孔TiO2支架层的厚度对钙钛矿器件性能的影响。试验了六种不同TiO2胶体浓度,得到六种不同的厚度的介孔层薄膜。通过对其表面形貌的分析,发现当胶体浓度过大时,介孔层成膜性差,导致钙钛矿活性层在其表面成膜不均匀,覆盖度低。又分析了其光物理性能,发现厚度减薄会使光吸收稍稍减少,而且器件的滞后效应变大。综合各种影响因素,介孔层厚度在170 nm左右时器件光伏性能好,滞后较小,光电转化效率达17.8%,滞后因子7%左右。说明合适的介孔层厚度对器件性能十分关键。