染料敏化太阳能电池以其转换效率高、生产成本低、制作工艺简单等优点在近20年间受到越来越多的关注,在各方面的发展也取得了长足的进步。国内外研究者都普遍看好它在未来的市场前景,但染料敏化太阳能电池的转换效率、稳定性等问题始终制约着它的进一步发展。本论文着眼于此,对准固态电解质、碳基材料对电极以及大面积染料敏化太阳能电池模块三个方面进行研究,通过对准固态电解质的优化来提高染料敏化太阳能电池的稳定性,通过对碳基材料作为对电极材料的研究来进一步降低成本,以促进染料敏化太阳能电池早日实现实用化。本论文以PEO/PVDF和PEO/P(VDF-HFP)共混聚合物作为基质,掺杂纳米Ti02制备出两种不同的高分子凝胶电解质,分别制备出光电转换效率为5.52%和5.49%的准固态染料敏化太阳能电池。文中对共混聚合物中不同高聚物的质量比以及无机纳米填充物对电解质体系的电导率、电池的光电性能的影响进行了系统的研究,并对相关机制进行了讨论。实验结果表明,向高聚物PEO中加入含氟的高分子材料并掺杂纳米Ti02颗粒可以有效地降低电解质本身的电阻率,降低共混物的结晶度,提高体系的离子电导率,并有效减少电极与电解质间的电子复合。在对电极方面,本论文将单壁、双壁、多壁碳纳米管作为对电极材料制备出不同的染料敏化太阳能电池,并对电极的形貌、电化学性能、电池的光电性能以及稳定性等进行了系统的研究,最终分别得到了7.61%、8.03%、7.06%的光电转换效率,并在室温黑暗条件下600小时老化后,仍能保持最初光电转换效率的90%以上。这些都表明碳纳米管不但具有很强的催化活性,还具有很好的稳定性,可以应用于染料敏化太阳能电池中以改善电荷传输的过程和降低生产成本。本论文还将二维的新型纳米材料——石墨烯作为对电极材料制备染料敏化太阳能电池。经过热处理后的石墨烯薄膜呈现出一种独特的三维网络状结构,这样不但增大了电极内部的有效催化反应面积进而促进对电极与电解质中氧化还原电对之间的电荷传输,而且还有效增强了石墨烯薄膜与FTO衬底之间的附着力。经过对石墨烯对电极热处理温度的优化,基于石墨烯对电极的染料敏化太阳能电池得到了6.81%的光电转换效率。另外,针对染料敏化太阳能电池的实用化,本论文还研究开发了两种不同设计的大面积染料敏化太阳能电池模块的制备工艺,制得面积为10cm×10cm的内部并联和Z-型串联两种染料敏化太阳能电池模块,光电转换效率分别达到7.03%和8.08%。并将碳纳米管对电极应用于大面积染料敏化太阳能电池模块,也得到了5.51%的效率。