经过近20年的发展,国际上很多研究机构已经在实验室小面积染料敏化太阳电池(DSC)的研究中取得了令人瞩目的成就,然而在大面积电池组件的研究中还存在着许多问题需要解决,如电池组件结构的优化设计、高效DSC组件的研制等,特别是在DSC最终走向实用化的过程中,大面积DSC组件的优化设计是研究的关键之一。　　 如何提高大面积染料敏化太阳电池的光电转换效率是该类太阳电池目前所面临的关键所在,如何使DSC电池在一天内获得最多的电能输出是该类电池应用过程中所面临的成本问题之一。本论文从提高大面积DSC组件效率出发,通过考虑电池组件的最优化功率输出和组件每天最大电能输出,同时考虑电池最佳密封设计要求、电池组件连接要求、电池板设计要求和实验室目前设备对电池尺寸的要求,考虑到太阳光吸收、电池内各项主要电阻损耗、电池内部电子传输和复合损耗、电极电阻的影响以及其它一些电学参数,建立了包括光和电的DSC电池模型,通过对DSC光吸收效率的研究及求解连续扩散微分方程,研究不同参数条件下纳米多孔膜内光电子浓度分布情况及其对光电流、光电压的影响；在小面积DSC实验研究基础上,通过对大面积DSC电荷传输模型的建立,从理论分析的角度研究了导电基底方块电阻、金属栅极体电阻等电池内部串联阻抗对DSC光电性能的影响；通过对光电子收集损失与金属栅极遮光损失的研究,对总面积约为300 cm2电池组件进行了最优化结构设计,并获得不同条件下输出最大功率时的最佳电极宽度；论文中同时对大面积电池组件进行了实验研究,通过对各种实验材料的优化组合,分别获得了转换效率为8.71％(11 cm2)和6.66％(163.8 cm2)的高效大面积DSC组件。　　 通过对DSC中电子收集损耗及大面积DSC组件结构优化设计的理论研究,为高性能DSC组件的研制及DSC走向实用化提供了理论依据,为电池的实验奠定基础。