染料敏化太阳能电池(DSSCs)是一种新型太阳能电池，它利用染料敏化剂吸收太阳光，从而将太阳能转化为电能;具有制作工艺简单、成本低、光电转换效率较高、可柔性化等优势，受到各国研究者的广泛关注。提高DSSCs的光电转换效率和稳定性是目前DSSCs产业化的重要前提。对基于异靛蓝的纯有机光敏染料YC1和YC2的DSSCs进行了器件优化;对基于茚并噻吩的五个新型高效纯有机染料S1-S3与S6-S7的DSSCs，分别采用碘电解质和钴电解质进行了光电性能优化和表征;此外，超声技术使用在光阳极的制备上，染料短时间内获得快速均匀吸附，从而使器件的光电效率得到明显改善。　　第一章:本文简要阐述了DSSCs的结构和基本光电转化机理，综述了DSSCs的组成部分（光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极）和制备工艺的研究进展。并在此基础上，提出本论文的设计思路和具体研究内容。　　第二章:以不同结构的苯胺噻吩衍生物为电子给体、2-乙基己基异靛蓝为辅助受体、噻吩为π桥链、氰基乙酸为电子受体，构建新型D-A-π-A结构有机光敏染料YC1和YC2，并对其进行了系统的光电性能表征。实验结果表明，异靛蓝类染料光谱吸收扩宽但摩尔消光系数较低，限制了效率提升。通过器件优化，在碘电解质体系下，染料YC1和YC2分别得到4.38％和1.46％的最佳光电转换效率。　　第三章:针对茚并噻吩结构为电子给体、不同结构（二氟取代苯并噻二唑、苯并噻二唑和二苯基吡啶并吡嗪）为辅助受体的D-A-π-A结构敏化染料(S1-S3)的光物理、电化学性能、光电转化效率评价等方面开展了系统的研究。辅助受体基团的引入使染料的光电响应延伸到近红外区域，可以获得更好的光电转化效率。通过优化TiO2电极的厚度、改变电解质中TBP的浓度和在染浴中添加鹅去氧胆酸作为共吸附剂等方法，对染料的电池器件进行了优化。基于染料S3的DSSCs取得了最高的效率，在钴电解质和碘电解质中分别获得7.23％和6.29％的最佳光电转换效率。　　第四章:以茚并噻吩结构为电子给体、噻吩或更大共轭和更富电子的环戊联噻吩(CPDT)为π桥链、氰基乙酸为电子受体，设计了两个基于茚并噻吩强电子给体的D-π-A结构的染料S6和S7。CPDT为π桥链的染料S7虽然增加了Jsc，但电压和光电效率仍然没有噻吩为π桥链的染料S6高。利用在染浴中优化TiO2电极厚度、调整电解质中TBP和锂盐的浓度以及加入鹅去氧胆酸共吸附剂等方法，对染料的电池器件进行了优化，染料S6在钴电解质和碘电解质中分别获得9.85％和9.14％的最佳光电转换效率。　　第五章:将超声手段用于DSSCs的光阳极制备是提高DSSCs的光电性能的一种新型的方法，可以产生更多的且更均匀的染料吸附、更大的光电流、更少的电子复合，因此整体制备时间也大大缩短。室温下，在40 kHz超声频率条件下超声吸附N719染料溶液1小时制备的DSSCs获得的效率(8.16％)，比普通浸泡12 h产生的效率(8.06％)要高。此外，将超声时间延长到2.5h，基于染料N719的DSSCs将达到8.68％的效率。