具有高性价比的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池技术是目前光伏领域的研究热点之一。在过去的几年里,随着电池技术的飞速发展,效率由最初2009年报道的3.8%迅速提升至现在的22.7%。作为器件的核心组成部分之一,空穴输运材料对器件最终功率输出具有重要的影响。2,2’,7,7’-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9’-螺二芴(Spiro-OMeTAD)以其优异的光电性能成为目前高性能器件所采用的主流空穴输运材料,但该材料本身合成步骤复杂,提纯困难导致其价格非常昂贵。此外,该材料的空穴迁移率相对较低,在使用时还需掺杂昂贵的钴配合物。因此,发展低成本、高效空穴输运材料是提高钙钛矿太阳能电池性价比的重要手段之一,已成为当前的研究热点。本文围绕这个主题,开展了以下研究工作:1.我们首次使用低成本的无机盐FeCl₃作为掺杂剂掺杂Spiro-OMeTAD,并与传统的钴配合物FK209掺杂进行比较。实验证实,FeCl₃可以有效氧化Spiro-OMeTAD,降低HOMO能级,提升空穴迁移率,减小载流子在钙钛矿层与空穴输运层之间的界面电荷复合,进而有利于空穴的注入和收集。通过对掺杂量的详细优化,我们得出在掺杂量为80%时,器件能够得到超过17%的能量转换效率,获得了1.11 V的开路电压,各项性能均优于FK209掺杂的器件,同时器件展示出优异的稳定性。2.以在染料敏化太阳能电池中被广泛研究的二噻吩并吡咯为核心设计并制备了两种简单结构的有机小分子空穴输运材料Me-TPA-DTP-C6,MeO-TPA-DTP-C6,并对这两种材料进行了光电特性表征。研究发现,两种材料在薄膜状态下相对于真空的HOMO能级分别为-5.35 eV和-5.25 eV,与钙钛矿材料能级相匹配。在钙钛矿层分别引入这两种空穴输运材料后,发光寿命从纯钙钛矿薄膜的200.4 ns分别缩短至61.4 ns和23.2 ns,显示出高效的空穴提取能力。经过优化后制备的钙钛矿太阳能电池最高能量转换效率可达到16%,显示出其作为空穴输运材料的良好应用前景。