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自2009年来，钙钛矿太阳能电池(PSCs)取得了巨大的发展，光电转换效率(PCE)在短短十年内超过了25%。空穴传输层为钙钛矿电池中的重要组成，能有效抑制界面电子复合，传递空穴，调控器件稳定性。探究空穴传输材料高效的影响因素，对开发新型的空穴传输材料，制备更加高效的免掺杂电池器件十分重要。本文引入具有不同荧光效应的氰基苯乙烯作为母核，改变CN基团位点，将制备的空穴传输材料应用在反式钙钛矿太阳能电池中，探究了空穴传输材料的荧光性能与电池器件间的构效关系，并获得了较高的光电转换效率。
(1)设计并合成了三种简单高效的“D-A-D”型有机小分子空穴传输材料，YJ01、YJ02和YJ03。对其中的YJ01和YJ02进行了各项物理和光电化学测试，研究CN基团位点不同对材料分子性能的影响。结合紫外可见光光谱、荧光光谱和循环伏安曲线，计算出两种材料能级与钙钛矿能级匹配。原子力显微镜和接触角测定仪表明YJ01和YJ02均有较好的成膜性和加工性。密度泛函理论计算发现两种材料分子内电子云分布差异较大，以YJ01电子排布更加合理。两种材料的紫外可见光最大吸收波长一致，荧光发射波长差异明显。
(2)进一步探究了两种材料光学上的差异及对空穴传输的影响。通过分析二者在THF/H2O体系中的聚集诱导发光(AIE)性能，发现YJ02在H2O含量为90%时荧光强度最大，同条件下YJ01仅表现出弱荧光。荧光量子产率结果表明，处于相同激发波长下的core1表现出更高的量子产率。而以之为母核的YJ01则发生明显的荧光猝灭，量子产率降到0.25%，低于YJ02的2.49%。将两种材料配制无掺杂空穴传输层薄膜测定其空穴迁移率，证明YJ01空穴迁移率更高，能更好促进空穴-电子对分离。
(3)运用“一步沉积法”将两种材料应用在倒置钙钛矿太阳能电池器件中，检测二者的光电转换效率。以YJ01为空穴传输层的电流-电压(J-V)测试表现最佳，无掺杂光电转换效率达19.85%，填充因子(FF)0.815，开路电压(Voc)1.08eV，短路电流(Jsc)22.53mA/cm-2；YJ02光电转换效率仅为17.5%。瞬、稳态测试结果表明YJ01有更强的荧光猝灭和更短的电子寿命，证明母核量子产率较高，分子结构更为扭曲的YJ01能致力于制备高效的反式钙钛矿太阳能电池器件。
(4)设计并合成了三种新型的芴烯类空穴传输材料YJ-OF1、YJ-OF2和YJ-OF3以探究不同侧链对空穴材料成膜性能的影响。通过改变二苯胺中苯甲醚为二甲基芴，增加分子平面性，用以提高成膜性。
(1)设计并合成了三种简单高效的“D-A-D”型有机小分子空穴传输材料，YJ01、YJ02和YJ03。对其中的YJ01和YJ02进行了各项物理和光电化学测试，研究CN基团位点不同对材料分子性能的影响。结合紫外可见光光谱、荧光光谱和循环伏安曲线，计算出两种材料能级与钙钛矿能级匹配。原子力显微镜和接触角测定仪表明YJ01和YJ02均有较好的成膜性和加工性。密度泛函理论计算发现两种材料分子内电子云分布差异较大，以YJ01电子排布更加合理。两种材料的紫外可见光最大吸收波长一致，荧光发射波长差异明显。
(2)进一步探究了两种材料光学上的差异及对空穴传输的影响。通过分析二者在THF/H2O体系中的聚集诱导发光(AIE)性能，发现YJ02在H2O含量为90%时荧光强度最大，同条件下YJ01仅表现出弱荧光。荧光量子产率结果表明，处于相同激发波长下的core1表现出更高的量子产率。而以之为母核的YJ01则发生明显的荧光猝灭，量子产率降到0.25%，低于YJ02的2.49%。将两种材料配制无掺杂空穴传输层薄膜测定其空穴迁移率，证明YJ01空穴迁移率更高，能更好促进空穴-电子对分离。
(3)运用“一步沉积法”将两种材料应用在倒置钙钛矿太阳能电池器件中，检测二者的光电转换效率。以YJ01为空穴传输层的电流-电压(J-V)测试表现最佳，无掺杂光电转换效率达19.85%，填充因子(FF)0.815，开路电压(Voc)1.08eV，短路电流(Jsc)22.53mA/cm-2；YJ02光电转换效率仅为17.5%。瞬、稳态测试结果表明YJ01有更强的荧光猝灭和更短的电子寿命，证明母核量子产率较高，分子结构更为扭曲的YJ01能致力于制备高效的反式钙钛矿太阳能电池器件。
(4)设计并合成了三种新型的芴烯类空穴传输材料YJ-OF1、YJ-OF2和YJ-OF3以探究不同侧链对空穴材料成膜性能的影响。通过改变二苯胺中苯甲醚为二甲基芴，增加分子平面性，用以提高成膜性。