有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池在最近十年迎来了光伏效率的飞速发展,吸引了大量研究人员不断探究,使其光电转化效率从2009年最初的3.9%提高到现在的25.2%,从而超越了多晶硅太阳能电池。相比其他太阳能电池,钙钛矿太阳能电池具备制备工艺简单、制备成本较低、热稳定性较好、光吸收率高、载流子扩散距离长等优点,然而距离其商业化还存在一系列需要改善的缺点,如原材料存在毒性、材料的稳定性较差、以及器件整体寿命不长等。当前钙钛矿太阳能电池器件主要是由正负电极、空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层组成,而其中空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中发挥了重要作用。本文主要研究空穴传输材料,以及新型空穴传输材料的设计、合成和在钙钛矿太阳能电池中的应用。从钙钛矿电池工作原理出发,详细介绍了钙钛矿太阳能电池的工作过程,并对钙钛矿太阳能电池中空穴传输材料进行探究。基于钙钛矿太阳能电池的工作原理,我们得出空穴传输材料所需的各项要求,然后在现有的空穴传输材料的基础之上,设计新型空穴传输材料的分子结构、合成路线,制备该新型材料,并应用于器件中制备成完整器件,与其他材料对比探究。本文研究内容为聚合物空穴传输材料,在课题组之前设计的无掺杂聚合物空穴传输材料DTB的基础之上额外添加噻吩单元获得了聚合物TTB,以利用噻吩作为给电子基团提升材料的HOMO能级,提高材料整体性能与器件性能;同时引入噻吩后可以增加HTM与钙钛矿层之间的作用力,提升空穴提取能力。此外,该新型空穴传输材料所获得的空穴迁移率显著优于DTB与P3HT材料,并在钙钛矿太阳能电池中可以获得18.2%的光电转换效率,超过了DTB和P3HT材料的效率。TTB的器件性能较好,且制备工艺简单,所需成本也较低,有望取代其他空穴传输材料。