钙钛矿太阳能电池（PSCs）近些年发展迅速,因为它具有独特的光电特性,制备工艺简单,成本较低等特点成为科研人员的研究重点。而空穴传输材料（HTMs）作为钙钛矿太阳能电池结构中的重要组成部分,制约着器件的性能。当前空穴传输材料的优化手段还存在局限性,为了推进其进一步发展新的基于平面性因素的设计策略被提出。在本论文中基于平面性因素合成了六种D-π-D型星状空穴传输材料,通过改变共轭桥链的位阻、中心核以及外围给体基团的平面性来实现对整个分子平面性的调控。然后对其进行性能研究,主要考察分子的平面性来对空穴传输材料性能的调控作用。第一章概括了近些年钙钛矿太阳能电池的发展情况、工作原理,空穴传输材料的种类、特点,并且综述了星状小分子空穴传输材料,最后提出本文的设计思路:通过平面性来调控材料的性能。第二章我们以咔唑为核,噻吩为π桥,二甲氧基三苯胺为外围基团,通过改变咔唑和苯环之间的平面性合成了空穴传输材料CS-42和CS-43,用核磁共振氢谱和碳谱确定分子结构,对二者进行性能分析发现经过芳基固定化的材料CS-43随着平面性的提高HOMO能级从-5.21 eV改善为-5.32 eV,缩小了与钙钛矿价带的能级间隙,热稳定性从427℃升高到440℃,迁移率提高到4.93×10^-4 cm² V^-1 s^-1,所以CS-43获得了12.12%的光电转换效率(Voc=1.01 V,Jsc=19.87 mAcm^-2,FF=58.75%),与以spiro-OMeTAD为参比测得的效率相当(Voc=1.07V,Jsc=19.79mAcm^-2,FF=65.15%,PCE=13.72%)。第三章以苯环为核,噻吩或苯环为共轭桥链,具有不同平面性的吲哚啉为外围给体基团,合成了具有不同平面性的空穴传输材料CS-44-CS-47,经过核磁共振氢谱和碳谱确定化合物的结构。通过改变共轭桥链以及吲哚啉的平面性来实现整个分子的平面性调控。在CS-44和CS-45中通过提高外围给体基团的平面性使CS-45获得较好的平面性,HOMO能级上移了1.2 eV,但是由于CS-45的成膜性仍然较差,所以基于CS-45制备的钙钛矿太阳能电池器件发生短路,仅获得2.01%的PCE值。虽然空穴传输材料CS-45最终的光伏性能不理想,但是其性能相比CS-44仍然有了很大提升,说明通过平面性调控材料应用性能的研究思路是有效的。进而在CS-45的基础上通过引入噻吩得到了具有更好平面性的CS-47。经过测试CS-47的HOMO能级相比CS-45进一步上移了0.04 eV,热分解温度提升了6℃。此外,随着平面性的增强,材料的空穴迁移率从1.11×10^-4提高到2.3×10^-44 cm² V^-1 s^-1,成膜性后的均方根从6.24 nm降到2.04 nm,因此基于CS-47的PSC表现出较好性能,PCE为8.67%。第四章结论:基于平面化调控的手段合成了六个空穴传输材料,通过对它们的性能测试发现平面性更好的分子各方面性能能更优,CS-43相比CS-42的HOMO能级改善了0.11 eV,热分解温度提高了13℃,空穴迁移率提高到4.93×10^-4 cm² V^-1 s^-1最终获得12.12的光电转化效率;CS-47的HOMO能级相比CS-44上移0.16 eV,空穴迁移率提到2.3×10^-44 cm² V^-1 s^-1。由调控平面性将有助于提高界面间的电荷传输效率和光伏性能,为我们将来发展新型高效小分子空穴传输材料提供了新的思路。