近6年来,以有机-无机杂化钙钛矿材料为"光捕获剂"的钙钛矿太阳能电池取得了飞速的发展。目前,已报到的高效钙钛矿太阳能电池多使用PTAA或Spiro-OMeTAD为空穴传输材料。但是,PTAA和Spiro-OmeTA成本较高且导电性较差;使用过程中需要引入P型掺杂剂和双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)以提升空穴传输层导电性。掺杂剂和添加剂的使用,不仅降低了电池稳定性,还进一步增加了电池的制作成本。因此,设计开发低成本、高效率的非掺杂有机空穴传输材料对提升钙钛矿太阳能电池稳定性,降低电池制作成本具有重要的意义。受体-供体-受体(A-D-A)由于具有合成简单,分子结构易于调整,可溶液处理等优点,在非掺杂空穴传输材料领域具有展现出广阔的应用前景。通过筛选不同的核心结构,本课题组设计开发了一系列A-D-A构型的非掺杂有机小分子空穴传输材料并成功地应用于钙钛矿太阳能电池中。此外,我们首次设计开发了一类具有A-D-A构型的离子型空穴传输材料。末端离子型吸电子体的引入,有效提升了材料的空穴迁移率和导电性。设计开发的离子型空穴传输材料M7-TFSI获得了17.4%的光电转换效率。经过进一步优化,基于此类离子型空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池目前获得了最高19.6%光电转换效率。