太阳能是人类一种取之不尽用之不竭的绿色新能源。近年来,薄膜光伏太阳能电池因其材料价格便宜,制作工艺简易及光电转化效率高而备受瞩目。染料敏化太阳能电池（DSSCs）的研究趋势是进一步提高染料敏化电池的光伏性能,在于深入认识敏化电池的电荷输运与复合途径。在本文中,我们利用稳态及大扰动电子寿命、电子浓度分布以及复合反应动力学测量等实验手段综合分析了基于钴电解质和碘电解质的染料敏化电池的界面电子转移行为。发现钴电解质的稳态电子寿命与二氧化钛薄膜费米能级的关系服从Butler-Volmer（B-V）模型,并且存在高偏压和低偏压两个特征的动力学区间。染料敏化电池的电子浓度分布具有偏离指数关系的特征。发现采用导带unpinning模型或者双指数陷阱态电子分布模型都能很好的解释这一现象,而且二者均说明该现象与TiO₂吸附染料或小分子的构象随费米能级变化有关。如此同时,实验证实了钴基染料敏化电池的电子复合反应由陷阱态电子的界面转移速率决定,导带电子的影响并不重要。在两个特征动力学区间,复合反应的级数均被决定于表观电子转移速率常数和态密度分布参数平均值,说明B-V模型能够合理描述敏化电池的界面电子转移动力学行为。通过计算机模拟敏化电池的反应扩散过程,本文阐述了应用原子层沉积技术提高染料敏化电池光伏性能的可行性。将电子隧穿理论引入敏化电池动力学方程后,可以获得原子层沉积处理对电池光伏参数（开路电压、短路电流,光电转化效率,瞬态光电压对电子寿命等）的影响。采用两种不同沉积方式的模拟计算,通过比较各参数结果,分析了不同方式对电子寿命及电池效率的影响。根据计算结果,本文获得了电池最佳效率的原子层沉积条件,证明了原子层沉积用于提高电池效率的理论可行性,为优化敏化电池结构提供有效策略。