有机和钙钛矿型太阳能电池具有低成本、易加工、可柔性化、轻薄化等突出优点,成为继硅基、化合物半导体太阳能电池之后的新一代光伏器件。电荷传输层可将活性层的光生电荷有效提取至相应电极形成光电流,是有机及钙钛矿太阳能电池中必不可少的一种功能层。其中,常用的空穴传输材料,如有机半导体（如PEDOT:PSS、Spiro-OMeTAD等）、金属氧化物（如MoO_x,WO_x,CuO_x等）等,存在易吸水、高价格、难制备等缺点,严重限制了光伏器件的工业化生产。为了开发新型低廉、稳定的空穴传输材料,本文以氧化石墨烯材料入手,通过对石墨烯材料进行化学修饰或合理优化,使其在器件中具有匹配的能级,可有效提高器件光电转化效率,有望用于制备低成本的新一代光伏器件。本文通过简易方法制备了CuCl₂掺杂氧化石墨烯（GO:CuCl₂）,并应用于PTB7-Th:PC₇₁BM体系的有机太阳能电池作为空穴传输层（HTL）,获得了较高的器件性能。与基于未掺杂GO的器件相比,基于GO:CuCl₂器件的光电转换效率（PCE）从7.10%提高到7.68%,与PEDOT:PSS（7.69%）的器件相当。通过原子力显微镜（AFM）表征发现GO:CuCl₂比未掺杂GO具有更好的连续性;通过紫外光电子能谱（UPS）表征发现GO:CuCl₂的功函数从未掺杂GO的4.8 eV提高到了5.1 eV;通过交流阻抗谱测试发现GO:CuCl₂作为空穴传输层降低阳极/活性层的界面电阻。更重要的是,相比于传统空穴传输层（PEDOT:PSS）器件,采用GO及GO:CuCl₂作为有机太阳能电池空穴传输层时,器件稳定性获得了显著提升。此外,我们在P3HT:PC₆₁BM体系的器件中获得了相似的结果。接着,本文还在钙钛矿太阳能电池中研究了GO与PEDOT:PSS复合层作为空穴传输层对器件性能的影响及其工作机制。在仅用PEDOT:PSS作为空穴传输层的平面异质结太阳能电池中,其器件效率只有10.9%,而采用PEDOT:PSS/GO复合层的钙钛矿太阳能电池PCE被提高到了11.93%。通过光致发光光谱表征发现,PEDOT:PSS/GO提高了光生空穴从活性层中被提取出来。此外,由于PEDOT:PSS具有较强的吸水性,引入GO也改进了钙钛矿太阳能电池的器件稳定性。综上,本文提出的石墨烯衍生物具有更简易的制作方法、更低廉的原料成本、更稳定的化学性质,可形成能级匹配的空穴传输层,有利于在有机或钙钛矿太阳能电池上进行产业化应用。