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开发可持续的绿色能源替代不可再生的常规能源仍然是目前经济社会发展面临的一项悬而未决的问题。作为一种重要的绿色能源,太阳能正逐步应用到各个能源消耗领域,其在各种能源中的消耗比重正在逐渐提高。太阳能电池是一种通过吸收太阳光而产生电能的装置,它在降低常规能源消耗和节约社会成本方面具有重要意义。在诸多太阳能电池中,钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,简称PSCs）自2009年被报道以来,其光电转换效率已突破24%。然而与经典的有机光伏器件相比,PSCs仍面临光电转换效率较低、稳定性较差等问题,这严重制约了其面向商业化的应用发展。因此,如何改善PSCs的性能以及研究功能层材料的载流子传输性能成为一种重要的研究课题。据文献报道,芴基“H”型位阻骨架材料和“口”字型位阻Grid具有良好的稳定性和载流子传输性能,对构筑高稳定性光电器件具有重要的材料支撑作用。基于此,本论文主要围绕芴基“H”型位阻骨架开展分子设计,合成一系列具有多位阻的“H”型和“口”字型分子;经过制备有机场效应晶体管,我们系统表征了材料的载流子传输性能,为研究其光伏性能奠定了一定基础;随后,经过光物理性质表征,我们成功将所合成的材料用于太阳能电池的制备,实现了器件高效率突破和稳定性改善的目标。主要工作包括以下三个方面:第一,基于组内成熟的反应,制备了基于“H”型位阻骨架的TDPP-H与TDPPFB-H两种材料。测试表明,TDPP-H与TDPPFB-H能级相近,均具备良好的热稳定性。将两种材料作为电荷俘获层应用于有机场效应晶体管中,得到了较小的阈值电压和相近的开关比。实验结果显示,基于TDPPFB-H的器件性能存储窗口较大,达到了33.5 V。这种结果主要是因为TDPPFB-H薄膜的网状微观结构更有利于材料与并五苯之间的电荷传输。该工作同时证明,“H”型位阻骨架TDPP-H与TDPPFB-H分子具有较好的载流子传输性能,进而为设计开发基于“H”型位阻骨架的空穴传输材料提供了依据。第二,基于前期研究基础,我们利用4,4’-二甲氧基二苯胺基团修饰了“H”型位阻骨架,并经进一步实验合成,得到了TMeODPA-H。测试表明,该材料能级与钙钛矿材料能级匹配,吸收不重叠。将此材料用作钙钛矿太阳能电池中的空穴传输材料时,获得了20.2%的光电转换效率;未封装器件在湿度为20%的环境内放置3个月后,器件的光电转换效率仅下降4%（即由20.2%下降至19.4%）,表明该器件具有良好的效率稳定性。上述结果说明,基于双螺环位阻骨架的空穴传输材料呈现巨大的应用潜力,为未来开发新型高性能空穴传输材料提供了借鉴和参考。第三,前期工作证明,位阻型Grid作为闭环结构与开环结构相比具有更好的光、热稳定性,并且在多种合环方法中,其“L”型合环过程具有较高的产率。由此我们推想,能否利用目前所用合成方法进一步扩大闭环结构来制备“U”型或“口”型结构,以便进一步研究材料的光电性能与结构之间的关系。因此,通过逆合成分析,我们筛选出最优的反应路线,经实验条件优化,运用已修饰的A2B2合成子（合成子采用AnBm模式表示,其中A代表醇,B代表芳烃）,成功制备出“U”型与“口”型空穴传输材料,为设计合成结构更为丰富的H型空穴传输材料提供了路径参考,也为进一步研究材料性能与结构之间的关系提供了材料基础。