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生物染料敏化太阳能电池（bio-Dye Sensitized Solar Cell,bio-DSSC）是一种模仿光合作用原理而制成的环境友好的捕光器件,生物染料敏化剂是影响染料敏化太阳能电池效率的最主要的因素,目前对于天然的生物染料敏化剂来说,普遍存在光谱响应范围窄、量子产率低等问题。文献研究表明,藻胆蛋白（Phycobiliprotein）和LHCⅡ（Light harvesting complexⅡ）都是色素-蛋白复合物,LHCⅡ的吸收光谱范围在430 nm-450 nm（Soret Band）和640 nm-670 nm（QY Band）区域,而几种藻胆蛋白的吸收光谱主要集中在480 nm-650 nm区域,两者吸收光谱范围基本互补。本研究主要针对生物染料敏化剂吸收光谱范围窄的问题,首先利用基因重组技术获得LHCⅡ,并在体外成功与叶绿素a进行结合,并将其吸附到染料敏化太阳能电池的光电阳极,测试其光电性能。重组表达的LHCⅡ在体外可以结合8个叶绿素a分子。在AM1.5,光照强度为100 mW/cm2的条件下,测得重组后LHCⅡ复合物敏化电池效率η为0.179%;相同浓度下,叶绿素a敏化电池的效率η为0.198%。相较之下,叶绿素a比人工体外重组的LHCⅡ的光电效率高,分析其原因,是由于同样的叶绿素a,其吸收光谱相同,但是叶绿素a比重组LHCⅡ的分子质量小,在染料敏化太阳能电池的光电阳极上的吸附效果好,所以表现出相对较好的光电性能。其次本文利用DNA重组技术,构建了藻胆蛋白与叶绿素结合蛋白的融合分子,并且将融合蛋白LHCⅡ-PCA-PEB与叶绿素a在体外重组成功。最后,本文还利用蛋白交联技术,分别交联融合天然LHCⅡ、藻蓝蛋白和藻红蛋白,构建宽吸收光谱的太阳能电池的染料敏化剂,并将其分别吸附在太阳能电池的TiO2电极上,组装生物基染料敏化太阳能电池进行光电表征。以LHCⅡ和藻蓝蛋白的交联为例,单独LHCⅡ敏化电池的光电效率0.241%,单独藻蓝蛋白敏化电池的效率为0.201%,而两者交联后的光电效率为0.271%,并且交联后敏化剂的Isc（短路电流）、Voc（开路电压）、FF（填充因子）都有所提高。通过对比发现,吸光范围相近的情况下,分子质量较小的敏化剂的光电效率更高,因为分子量小的有机染料在TiO2电极上的吸附效果较好,单位面积内吸附的敏化剂的数量更多。本实验不仅为大规模人工制备LHCⅡ及相关研究提供了重要的方法,还成功构建了宽吸收光谱藻胆蛋白/叶绿素结合蛋白融合分子,并证实其可以明显的提高染料敏化太阳能电池的光电性能,从而为探究新型生物染料敏化剂开辟了新的途径,也为生物染料敏化太阳能电池的进一步应用奠定了基础。