钙钛矿太阳能电池因其优异的光电性质而备受瞩目，其器件主要由电子传输层、钙钛矿光活性层以及空穴传输层组成。其中，空穴传输层具有快速将光生空穴从钙钛矿活性层中分离出去的作用，有利于减少光生电荷复合从而提高光电转换效率;钙钛矿光活性层是电池结构中的关键组成部分，具有将光子转变成电子的能力。因此，开发新型高效的空穴传输材料与钙钛矿材料对钙钛矿太阳能电池的发展具有重要意义。
　　研究Spiro-OMeTAD的结构对设计新的空穴传输材料具有指导意义。其中，Spiro-OMeTAD分子中的螺芴结构被认为是其优异光电性能的重要原因。据报道，这种基于螺芴结构的分子设计策略已被成功应用在许多有机空穴传输材料之中。但是有关“双螺芴”构型对空穴传输材料性能的影响却相对滞后。本论文的第二章中，我们首次探讨了一种基于“双螺芴”结构设计的有机小分子作为空穴传输材料的光电性能。研究发现这种“双螺芴”构型使得分子具有更高的各向同性，有利于空穴在各个方向进行分子间“跳跃”传输，因而具有9.07×10-4cm2V-1s-1的空穴迁移率，最终获得17.4％的光电转化效率。
　　吲哚并咔唑是一种平面共轭芳香环结构，具有较强的π-π分子间相互作用，有利于形成分子间电荷传输通道。但是较强的分子间相互作用力会导致分子间的聚集性增强，从而降低溶液成膜性。本论文的第三章中，我们通过改变吲哚并咔唑的官能团取代基，调节分子之间的聚集性，设计出一种同时具有1.5×10-4cm2V-1s-1空穴迁移率以及良好成膜性的吲哚并咔唑类空穴传输材料。该材料无需掺杂具有吸潮性的P型添加剂，因此具备更强疏水性;同时，其合成工艺简单，有利于降低制备成本，并获得17.7％的光电转换效率。
　　有机-无机杂化的钙钛矿因其有机组分的易挥发性而具有热不稳定性，使用Cs+代替[PbI6]2-八面体间隙的有机组分而组成的无机钙钛矿具有更加优异的热稳定性。对无机钙钛矿的研究有望获得更加稳定的钙钛矿太阳能电池器件。本论文的第五章中，我们对无机CsPbI3钙钛矿的性质做了一些研究。实验发现，氯苯反溶剂蒸汽法制备的“HPbI3”晶体实际上是DMAPbI3;用DMAPbI3作为中间体制备的CsPbI3无机钙钛矿中有机DMAI的成分在较高退火温度下会分解，且加热时间越长含量越低;制备的CsPbI3无机钙钛矿表现出明显的“光浸润效应”，其光电转换效率从最开始的10.8％，经180s光浸润后增至18.3％。电池光照后增加的内建电场，以及钙钛矿内降低的缺陷态密度可能是这种现象发生的主要原因。