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染料敏化太阳能电池(DSSCs)具有成本低廉、制作工艺简单等优点,已成为当前太阳能光电转换领域的研究热点。用于捕获太阳光子的光敏染料是DSSCs最核心的组成部分,其光物理、电化学性质直接影响着太阳能电池器件的性能。本论文设计合成了三个系列新型的D-n-A型有机光敏染料,通过核磁共振和质谱等手段对其结构进行了表征,并通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、循环伏安法研究了它们的光物理和电化学性质,最后,应用这些染料制作了染料敏化太阳能电池,并测试了器件的光电性能。主要的研究内容如下：(1)设计合成了以苯并噻唑为共轭π桥、三苯胺为电子给体和氰基丙烯酸为电子受体的D-π-A型有机光敏染料,并将其应用于染料敏化太阳能电池。通过使用苯并噻唑代替传统π桥中的苯基,提高了染料分子的摩尔消光系数,并使染料分子的吸收光谱发生轻微红移,所制作的电池短路电流密度得到提高,从而得到了较高的光电转换效率。其中,使用染料DBT1和DBT2制作的电池光电转换效率分别为5.85%和5.43%,均高于以苯基为共轭π桥的染料DPB的光电转换效率(4.24%)。相同条件下,使用参比染料N719制作的电池光电转换效率为7.16%。(2)设计合成了三个以芴衍生物为共轭π桥、二苯胺为电子给体和氰基乙酸为电子受体的D-n-A型有机光敏染料,并将其应用于染料敏化太阳能电池。其中,染料F1吸附在Ti02表面容易发生π-π堆积而导致较低的短路电流密度；以苯基取代芴π桥的染料F2发生π-π堆积现象明显,其DSSCs的短路电流密度最小；以正己基取代芴π桥的染料F3可以有效防止π-π堆积,显著提高DSSCs的短路电流。在没有共吸附剂的DSSCs中,F3染料敏化的太阳能电池的光电性能明显优于F1和F2,光电转换效率最高,达到5.15%。(3)设计合成了三个以菲并噻二唑为共轭π桥、二苯胺为电子给体和氰基乙酸为电子受体的D-π-A型有机光敏染料,并将其应用于染料敏化太阳能电池。在AM1.5G,100mW·cm-2光照条件下,PTZ3染料敏化的太阳能电池光电转换效率最高,为4.13%(短路电流为9.06mA·cm-2,开路电压为0.71V,填充因子为0.64)。