光敏染料作为染料敏化太阳能电池(DSSCs)的核心部分,近年来被广泛研究。由于纯有机光敏染料具有易于合成、摩尔消光系数较高和成本较低等优点,是钌金属配合物光敏染料的理想替代品。大多数有机光敏染料具有D-π-A结构。π-桥基起到连接电子供体和电子受体的作用且对光敏染料的光伏性能具有较大影响。本论文设计合成了3个含苯并吡喃π-桥基和2个含二氢噻唑π-桥基的新型光敏染料,研究了这些染料的光物理和电化学性质。作者将其应用于染料敏化太阳能电池中,研究了染料结构与电池光电性能的关系。含苯并吡喃π-桥基的光敏染料在400-600nm对太阳光具有较强的光谱吸收。CCl系列光敏染料应用于染料敏化太阳能电池获得了较好的光电转换效率,其中以CC103为光敏染料制备的电池获得了7.5%的光电转换效率。对于含二氢噻唑π-桥基的光敏染料,二氢噻唑结构单元和氰基丙烯酸基的协同吸电子作用有效地减小了光敏染料的禁带宽度(乓),使光敏染料对太阳光光谱具有较宽的响应范围(300-800nm)。使用钴电解质,以CC202为光敏染料的电池获得了6.1%的光电转换效率。基于碘电解质,以CC201为光敏染料的电池显示了较好的稳定性。为了更好地探究电池稳定性的影响因素,本论文将以氰基丙烯酸基为电子受体的光敏染料应用于染料敏化太阳能电池,研究了染料降解的具体过程。研究表明,在水和紫外光的共同作用下,染料的吸电子基团氰基丙烯酸基降解为甲酰基,使染料从TiO2表面脱附下来,导致电池效率明显下降。降解产物中甲酰基的氧原子来源于电池中的水。因此,在DSSCs的封装过程中严格控制电池中的含水量及滤除紫外光,保证较好的电池密闭性,会有效提升电池的稳定性和使用寿命。