近年来,随着传统能源的急剧减少和环境污染的日益加重,人类一直在寻求和研发清洁高效的新能源,染料敏化太阳电池（DSSCs）作为第三代太阳能电池,是一种新型的绿色能源,由于其分子结构设计的可调控性,工艺简单,生产成本低,光电转换效率高等特点,目前已成为世界范围内科学研究的热点。染料敏化剂作为染料敏化太阳电池中最关键的组成部分之一,在光捕获和电子传输中起着至关重要的作用。在过去的十几年中,有研究表明在D-π-A型纯有机染料分子中引入具有吸电子能力的额外受体（即D-A-π-A型结构）,有利于拓宽紫外可见光吸收光谱,调节能级,改善光电性能等。本论文设计合成了一系列新型基于D-A-π-A型的纯有机染料分子,并成功地将它们应用于染料敏化太阳电池中进行测试。通过对染料光电性能的研究来解释染料分子结构与性能的关系。具体研究工作主要分为以下几个方面:（1）以我们课题组之前报道的染料DQ5和D-A-π-A型纯有机染料分子为基础,设计合成了一系列以吲哚啉为电子给体,氰基乙酸为电子受体,创新性地在染料分子中引入具有吸电子能力的喹喔啉类基团作为额外受体,并基于DPQ作为π桥的新型D-A-π-A结构的纯有机染料分子。利用¹HNMR、¹³CNMR、HRMS等手段对染料分子进行了表征。（2）通过测试染料的紫外可见吸收光谱,荧光发射光谱,固体紫外可见吸收光谱,循环伏安法,密度泛函数理论计算,吸附量,电化学阻抗,J-V曲线和单色光光电转换效率来分析电池的光物理性质,电化学性质以及光伏性能。结果表明,该系列染料中以2,3-二戊基喹喔啉作为额外受体的染料IQT,在模拟标准太阳能照明条件下,得到了短路电流J_sc为16.87 mA cm^-2,开路电压V_oc为710 mV,填充因子FF为0.67,光电转换效率达到了最高为7.98%的测试结果,高于染料DQ5的光电转换效率（7.12%）。染料IT和IPT组装成的电池表现出的短路电流(J_sc)分别为14.40和12.89 mA cm^-2,开路电压(V_oc)分别为0.70和0.65 V,填充因子（FF）分别表现为0.61和0.64,光电转换效率分别为6.22%和5.32%。与在π桥中插入苯并噻二唑基团（BTD）的染料DQ5相比,染料IQT不仅引入的额外受体不同,而且在额外受体上引入了两个烷基链结构,从而可以有效的增加开路电压,抑制染料聚集和电荷重组,并进一步提高光电转换效率。而染料IPT吸附在TiO₂薄膜上时,由于其引入了吸电子能力更强的二戊基吡啶并吡嗪作为额外受体,紫外可见吸收光谱显示出了更宽的吸收范围,与染料IQT相比,其显示出了9 nm的红移。然而,染料IPT的短路电流,开路电压和光电转换效率都很低,说明二戊基吡啶并吡嗪作为额外受体时吸电子能力过强,在电子传输过程中产生了“电子陷阱”。所以,在设计染料分子时,选择引入合适的具有吸电子能力的额外受体,对于提高纯有机染料敏化太阳电池的光电性能十分有帮助。