染料敏化剂吸收太阳光由基态跃迁到激发态，将电子注入到纳晶半导体的导带，其性能优劣直接决定电池的光利用效率。作为光敏化剂，有机染料有很多优点，例如消光系数高，吸收波长容易控制，便于进行分子设计与合成，成本较低等。有机染料作为无机染料的潜在替代品，具有很大的发展潜力。　　通过对有机染料的电子供体、π共轭体系和电子受体独立修饰，合成新型有机染料，成为当前染料敏化太阳电池研究的一个热点。本论文设计合成了12种久洛尼定类及三苯胺类有机染料，并利用核磁共振谱、质谱与红外光谱对这些化合物的结构进行了表征，研究了所合成的光敏染料的光物理与电化学性质。并将其应用于染料敏化太阳电池，系统考查了光敏染料结构与电池性能之间的关系。　　久洛尼定因含有苯胺基团，供电子能力强，电子的注入效率高，已经广泛应用于各种光学器件中。我们将久洛尼定作为电子供体，不同数目的噻吩单元作为共轭桥，氰基乙酸或绕丹宁-3-乙酸作为电子受体合成了6种有机光敏染料。研究发现，光敏染料的分子结构与光物理、电化学性质有密切的关系。通过在共轭桥中引入噻吩单元，增大了染料的共轭体系，吸收光谱红移且拓宽，增强了染料对光的吸收能力。同时，噻吩的引入使得染料在TiO2表面的聚集程度减小。与氰基乙酸受体相比，绕单宁-3-乙酸作为电子受体虽然可以使吸收光谱红移拓宽，但是光电转换效率却很低。经过优化对比测试，J5染料敏化太阳电池获得了最好的电池性能。在模拟太阳光下（AM1.5，100mW·cm-2），光电转换效率达到了2.6％。　　为进一步拓宽吸收光谱，减小染料聚集，我们将久洛尼定单元作为二级供体引入到三苯胺染料中，设计合成了两种D-D-π-A结构的分子（JTPA1与JTPA2）。研究发现，光敏染料的结构与光物理、电化学性质有密切的关系。通过与不含二级电子给体的三苯胺染料TPA2对比，证实久洛尼定是很好的二级供体单元。与氰基乙酸受体相比，绕单宁-3-乙酸作为电子受体可以更好地抑制染料分子的聚集，使吸收光谱红移拓宽，抑制暗电流，提高开路电压。经过平行对比测试，以绕单宁-3-乙酸作为电子受体的JTPA2染料敏化太阳电池获得了最好的电池性能。在模拟太阳光下(AM1.5，100mW·cm-2)，光电转换效率达到了3.2％。　　除了电子供体及共轭桥外，电子受体通过羧酸基团吸附在TiO2表面，所以对于电子受体的修饰，可以进一步调节染料的光物理、光化学及光电转换性质。三苯胺基团作为明星分子已经广泛应用在光电器件上。由于三苯胺的特殊结构，受体的数目可以进行有效的调控(1-3)。常用的受体单元是氰基乙酸与绕单宁-3-乙酸，为增大共轭系统以扩大吸光范围，增大摩尔消光系数，引入了联绕单宁环作为电子受体，设计合成了3种不同数目相同受体基团的染料分子(TPACR1、TPACR2与TPACR3)。不同受体数目不仅影响了染料敏化剂的吸收光谱及摩尔消光系数，而且会影响染料的HOMO与LUMO能级。经过优化对比测试，以两个联绕单宁环作为电子受体的TPACR2染料敏化太阳电池获得了最好的电池性能。在模拟太阳光下（AM1.5，100mW·cm-2），光电转换效率达到了5.3％。　　由于染料分子受光激发后，电子是通过电子受体部位注入到半导体的导带中，所以受体类型（氰基乙酸、绕单宁-3-乙酸及联绕单宁环）的不同也会影响染料的光物理、电化学性质及染料敏化太阳电池性能。并且根据之前的研究表明双受体三苯胺类染料的光电性能明显优于单受体的染料。所以我们引入氰基乙酸、绕丹宁-3-乙酸与带有羧酸基团的双绕丹宁作为电子受体，设计合成了3种双受体基团的染料分子（TPAC1、TPAR2与TPACR2）。研究发现，随着受体共轭体系的增大，吸收光谱红移拓宽，摩尔消光系数显著增大。以两个联绕单宁环作为电子受体的TPACR2染料敏化太阳电池获得了最好的电池性能。