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近年来,钙钛矿太阳能电池（PSCs）的能量转换效率（PCE）从最初的3.8%飙升到如今的25.2%,受到了科研工作者的广泛关注。在钙钛矿太阳能电池中,光吸收层位于空穴传输层（HTL）和电子传输层（ETL）之间。在太阳光照下,钙钛矿层吸收光产生的电荷载流子扩散长度一般为微米级,钙钛矿层内部的传输损耗非常低,大部分损耗是由于钙钛矿/电子传输材料（ETM）和钙钛矿/空穴传输材料（HTM）界面处的载流子复合。在钙钛矿表面和晶界处存在大量的陷阱态是引起载流子复合的原因之一。因此,需要有效的方法钝化陷阱态以减少钙钛矿薄膜表面和晶界处的载流子复合,从而获得高效率的器件。目前报道的方法主要有三种:1)在钙钛矿层中添加添加剂;2)在钙钛矿层和电荷传输层之间引入界面材料进行界面修饰;3)将可以钝化缺陷态的基团引入电荷传输材料中。在本论文中,我们基于后两种方法进行研究:设计合成了一系列基于四苯基乙烯-吡咯并吡咯二酮的界面材料,将其引入钙钛矿层与电子传输层之间;此外,我们还将具有吸电子能力的基团引入咔唑类空穴传输材料中,提取和传输空穴的同时还能钝化钙钛矿表面和晶界处的陷阱态。本论文主要内容包括以下两个方面:1.设计并合成了一系列具有不同烷基链长度的四苯基乙烯-吡咯并吡咯二酮（TPE-DPP）衍生物,将其作为界面材料应用于倒置钙钛矿太阳能电池中。系统地研究了烷基链长度对这些化合物的电子性能和器件性能的影响。循环伏安法（CV）结果表明,不同的烷基链长度对这些TPE-DPP衍生物的分子能级的影响可以忽略不计。原子力显微镜（AFM）图像表明,沉积了TPE-DPPC12界面材料的钙钛矿薄膜表面最光滑,确保了钙钛矿层和C60电子传输层之间良好的界面接触。稳态荧光（PL）光谱表明,TPE-DPPC12界面材料可以有效地提取钙钛矿层产生的电子。J-V曲线测试结果表明,引入TPE-DPPC12界面材料的器件平均能量转换效率为18.37%,相比于基于C60的标准器件（16.37%）提高了17%。此外,TPE-DPPC12具有良好的疏水性,TPE-DPPC12界面材料的引入有利于改善倒置PSCs的环境稳定性。通过本章研究,表明TPE-DPP类界面材料的烷基链长度不会影响分子的能级,但对薄膜表面形貌和电子提取能力有显著影响,从而影响PSCs的性能。2.设计并合成了三个咔唑衍生物KZ、KZIC和KZRD,相比于KZ,KZIC和KZRD在端基上分别引入了吸电子基团3-（二氰基亚甲基）靛酮（IC）和3-乙基绕丹宁（RD）,形成不对称的D-A（供体-受体）型结构。将这三个分子作为空穴传输材料应用于钙钛矿太阳能电池中,研究不对称结构的分子设计对材料空穴传输性能影响。AFM图像表明,沉积了KZRD的钙钛矿薄膜表面最光滑,确保了钙钛矿层和金属电极之间良好的界面接触。空穴迁移率和稳态PL衰减曲线表明KZRD具有最好的空穴提取和传输能力。J-V曲线测试结果表明,将KZRD作为空穴传输材料的PSCs器件性能最好,获得了19.07%的能量转换效率。同等条件下基于KZ和KZIC的PSCs能量转换效率分别为16.05%和18.04%。研究表明,引入吸电子基团形成不对称的D-A型结构,增强了分子间的相互作用,提高了空穴提取和传输能力。