由于能源危机和环境问题,新能源的开发迫在眉睫。太阳能作为取之不尽、用之不竭的新能源,具有巨大的发展潜力。因此,大力发展太阳能电池势在必行。钙钛矿电池作为第三代太阳能电池中的佼佼者,已经受到广泛关注和研究。为了进一步提升钙钛矿电池的性能,本文主要研究了新型空穴传输材料的开发及其在钙钛矿电池中的应用。现如今,虽然很多空穴传输材料被陆续开发出来,但是2,2’,7,7’-四（N,N-二对甲氧基苯胺）-9,9’-螺二芴（spiro-OMeTAD）仍旧是最流行的空穴传输材料。由于其拥有优越的性能和可掺杂的特性,因此在钙钛矿电池中具有不可替代的地位。为了能够进一步改善spiro-OMeTAD在钙钛矿电池中的性能,我们考虑将Lewis碱引入spiro-OMeTAD分子中,这样不仅可以保留有机小分子spiro-OMeTAD特有的结构,拥有其结构所赋予的一些优异性能,而且还能利用Lewis碱基团钝化钙钛矿的表面缺陷。基于以上目的,我们合成了含Lewis碱基团的类spiro型有机小分子空穴传输材料,分别为含二氰基的spiro-CN、含羰硫基的spiro-PS和含羰基的spiro-PT。通过密度泛函理论（DFT）和单晶解析,我们证明了合成的类spiro型有机小分子空穴传输材料具有同spiro-OMeTAD一样的正交型结构。而通过差示扫描量热法、电化学测试和荧光猝灭实验等,也可以证明含Lewis碱基团的类spiro型有机小分子具有良好的成膜性、与钙钛矿匹配的能级和有效与Pb²⁺离子作用的能力,因此其有机会成为钙钛矿电池的空穴传输材料。为了进一步验证类spiro型空穴传输材料的实用性,我们将其制备成n-i-p型钙钛矿电池。其中,因为spiro-CN分子拥有更匹配的能级、更好的成膜性和更有效钝化缺陷的能力,因而在添加掺杂剂的情况下,其电池器件不仅实现了19.90%的最高电池效率和19.11%的平均效率,而且还拥有高的开路电压、小的回滞和好的长期稳定性,因此其综合性能都略高于spiro-OMeTAD。而对于spiro-PS分子,尽管由于成膜性较差的缘故,导致其最高效率仅为18.08%,但其却拥有较高的空穴迁移率。所以综上所述,含Lewis碱基团型类spiro型有机小分子空穴传输材料的合成具有现实意义,其不仅提高了电池的性能,而且为新型分子的设计提供了借鉴意义。