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有机-无机杂化钙钛矿作为一种性能优异的半导体材料,本身具有高载流子迁移率、高吸收系数、长的载流子寿命以及可调控的带隙等优点,近年来受到各界的广泛关注。在目前研究中,由于钙钛矿在空气易水解,因此提升钙钛矿太阳能电池的环境稳定性成为了其最大难题。当引入较大分子结构的有机胺阳离子时,钙钛矿的三维结构会被切割成层状的二维钙钛矿结构。其中,二维Ruddlesden-Popper(RP)型结构可变性大、易加工性等优良特性,被广泛深入的研究。RP型二维钙钛矿的化学通式为L2An-1BnX3n+1,其中L为大有机阳离子。但是由于二维钙钛矿中有机阳离子和无机钙钛矿层之间的介电常数相差较大,形成独特的量子阱限制效应,二维RP钙钛矿太阳能电池光电转化效率低。为了克服这个缺点,有机胺阳离子的分子结构设计优化就成为了改善RP型二维钙钛矿太阳能性能的关键。从目前的工作中总结,大多数的RP型二维钙钛矿工作以研究正丁胺(BA)和苯乙胺(PEA)等有机胺阳离子为主,BA的烷烃链疏水性较弱,在空气中的稳定性不够优秀;而PEA的芳环结构虽然有着较强的疏水性,但是苯环的空间位阻比较大,且π-π堆叠的排列方式会进一步拉大层间距,降低了电荷传输效率,导致电池光电转化效率低。相对而言,噻吩类的有机胺即具有芳环类胺的环境稳定性,且其层间距比苯环类有机胺的要小。另外,由于噻吩环独特的S元素轴对称结构,因此-NH2官能团取代存在2号位和3号位的差异。本论文中,我们首先制备了 2-噻吩系列RP型二维钙钛矿,包括2-噻吩甲胺(2-TMA)和2-噻吩乙胺(2-TEA)。通过铅盐与有机胺在氢碘酸下反应,并快速结晶的方法,制备了一系列RP型二维钙钛矿(2-TEA)2(MA)n-1PbnI3n+1(n=1,2,3)和(2-TMA)2(MA)n-1PbnI3n+1(n=1,2,3)。从实验数据表明,2-噻吩乙胺要比苯乙胺的层间距更小,证实了噻吩类RP型晶体具有比苯环类晶体更加紧密的堆砌结构。最后,选取(2-TEA)2(MA)2Pb3I10和(2-TMA)2(MA)2Pb3I10晶体材料作为前驱体的原料制备二维钙钛矿薄膜,基于(2-TEA)2(MA)2Pb3I10器件光电转换效率达到了 11.92%,大大高于基于(2-TMA)2(MA)2Pb3I10的6.01%,两种RP型二维钙钛矿器件都具有良好的环境稳定性。其次,我们选取3-噻吩的有机胺3-噻吩甲胺(3-TMA)和3-噻吩乙胺(3-TEA)进行对比参照。按照先前的实验思路和优化方案,制备了(3-TMA)2(MA)n-1PbnI3n+1(n=1、2、3)的晶体,以及(3-TEA)2(MA)n-1PbnI3n+1(n=1)的晶体。通过XRD 数据发现,无论是噻吩甲胺还是噻吩乙胺,3位取代的层间距要稍大于2号位取代的层间距。同时,我们选取(3-TMA)2(MA)2Pb3I10为代表制备钙钛矿太阳能电池,采用与(2-TMA)2(MA)2Pb3I10相似的制备方法获得了 10.21%光电转换效率。该结果表明有机胺分子结构的微小调整会给相应二维钙钛矿器件的光电性能带来巨大影响,需通过进一步结构设计以及器件制备优化以进一步提高RP型二维钙钛矿的光电性能。