钙钛矿太阳能电池因为其高效率、低成本、工艺简单等优点,近十年来发展迅速。但研究者在研究过程中发现它稳定性差、操作环境苛刻、成本高等问题未能得到很好的解决,所以廉价制备出稳定高效的钙钛矿太阳能电池依旧是个难题。空穴传输材料因为在载流子迁移上起到的巨大作用,被视为是优化钙钛矿太阳能的重要方向之一。稠环共平面分子材料是一类理想的空穴传输材料,它的合成简单且廉价,具有良好的本征迁移率和与钙钛矿太阳能电池匹配的能级,同时其疏水性以及与钙钛矿溶液的浸润性也可以根据官能团与杂原子的改变而做出调整。本论文拟使用新型稠环共平面分子材料作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输层材料,研究其在钙钛矿太阳能电池的器件上的应用,包括反型平面结构与正型平面结构的器件。具体研究内容如下:新型含杂原子稠环共平面分子材料ZFDM1、ZFDM2和ZFDM3在反型结构的铅基卤素有机钙钛矿太阳电池的应用与优化。优化参数包括:新型空穴材料的浓度、钙钛矿活性层厚度、退火温度。以ZFDM1、ZFDM2和ZFDM3材料制备的器件表现出的最高光电转换效率为分别为17.96%、17.81%和16.49%。根据实验结果,我们给出了铅基卤素有机无机杂化钙钛矿太阳能电池反型结构器件的一般性优化过程。同时通过分析器件表面形貌和光电表征结果,阐述了各个因素影响器件性能的内在机理。实验结果表明:高迁移率以及具有与钙钛矿能级更高的匹配度,ZFDM1、ZFDM2和ZFDM3材料比PEDOT:PSS而言,在短路电流密度和开路电压上等性能上都有明显的改善。新材料合成过程中的Cl原子有较好的亲水性,去除Cl原子可以增加薄膜疏水性,提高器件的稳定性。新型含稠环共平面分子材料ZFDM4和ZFDM5在正型结构的钙钛矿太阳能器件中的应用与优化。优化参数包括新型空穴材料的浓度和钙钛矿活性层厚度。ZFDM4与ZFDM5材料制备的正型器件表现的最高效率分别为9.45%和18.84%。据此,我们给出了小分子材料在正型结构器件上的一般性优化过程。进一步,我们通过表征分析其分子结构不同带来的性能差异。二者均展现出了良好的器件稳定性。以ZFDM4和ZFDM5为空穴传输层制备的正型器件20天后的效率依然保有初始效率的78%和90%。PL和TRPL的测试结果也合理的解释的二者器件性能的差异,ZFDM5制备的器件的PL相对强度较弱,意味着提取空穴的速度更快。我们使用了阻抗图谱从界面层面上分析了钙钛矿太阳能电池器件的界面电性能。相比ZFDM4,以ZFDM5制备的正型结构器件表现出了小半径的高频区半圆和大半径的低频区半圆。这表明ZFDM5制备的器件内部界面处的电荷传输电阻更小,电荷传输更容易。同时复合电阻大,载流子复合更困难,因此电池器件获得更好的器件性能。新的空穴传输材料合成简单廉价,制备器件性能高效稳定。它们还可应用于多种结构的器件中。本论文也为以后的新型小分子材料在钙钛矿太阳能器件上的应用提供了一些借鉴的经验。