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染料敏化太阳能电池（DSSCs,Dye-Sensitized Solar Cells）凭借其光电转换效率高、成本低廉、工艺简单、环境友好等优势,引起了人们的广泛关注。作为DSSCs的核心材料,染料敏化剂通过吸收光能、传递电子、还原再生等过程对电池的光电转化效率及稳定性产生重要影响。吩噻嗪是一类具有蝴蝶型非平面结构的芳香杂环化合物,因其较强的给电子性、良好的空穴传输能力及灵活可修饰的特点成为近年来有机染料敏化剂研究的热点。本论文选择以吩噻嗪及其衍生物为电子给体,设计合成了8个染料敏化剂。通过核磁、质谱对分子结构进行了表征,探究了关键反应的机理。测试了染料敏化剂的光谱性质、光电性能、电化学性质,并进一步展开了DFT理论计算,分析了构效关系。以N-苯基吩噻嗪为电子给体,氰乙酸为电子受体,分别以芴酮-苯、芴酮-呋喃和芴酮-噻吩为桥键,设计合成了3个具有“D-π-A”结构的吩噻嗪类染料敏化剂DPA-1～DPA-3。吩噻嗪经亲核取代反应于N上引入苯基,经NBS溴化后,再转变为N-苯基吩噻嗪硼酸酯。2,7-二溴-9-芴酮依次与N-苯基吩噻嗪硼酸酯、4-甲酰基苯硼酸进行偶联得到醛,最后醛与氰乙酸经Knoevenagel缩合得到DPA-1。DPA-2和DPA-3的合成是2,7-二溴-9-芴酮依次与2-呋喃硼酸或2-噻吩硼酸、N-苯基吩噻嗪硼酸酯进行偶联后,再经Vilsmeier反应于呋喃或噻吩环上引入醛基,最后与氰乙酸经Knoevenagel缩合得到DPA-2和DPA-3。对DPA-1～DPA-3进行了光谱性能、电化学性能和光电转换性能测试,结果表明以芴酮-呋喃为π桥的DPA-2平面性最好,紫外-可见吸收光谱红移,有较高的IPCE值,光电转换效率为5.75%（Jsc=12.76 m A/cm2,Voc=0.69 V,ff=0.66）。以N-苯基吩噻嗪为电子给体,氰乙酸为电子受体,分别以苯,呋喃和噻吩为π桥,并于给体和桥键之间插入辅助受体苯并噻二唑,设计合成了3个具有“D-A-π-A”结构的吩噻嗪类染料敏化剂DAPA-1～DAPA-3。N-苯基吩噻嗪硼酸酯与4,7-二溴代-2,1,3-苯并噻二唑通过Suzuki偶联得到“D-A”单元。然后“D-A”单元分别与4-甲酰基苯基硼酸、5-甲酰基呋喃-2-硼酸和5-甲酰基噻吩-2-硼酸通过Suzuki偶联得到中间体醛。最后醛与氰乙酸经Knoevenagel缩合得到目标化合物DAPA-1～DAPA-3。苯并噻二唑的引入,有效地调整了分子HOMO-LUMO能级差,优化了光谱吸收。与DAPA-2和DAPA-3相比,以苯为桥键的DAPA-1由于较高的电子注入效率和IPCE值,从而获得了较高的开路电压和短路电流,光电转换效率达到6.76%（Jsc=14.25 m A/cm2,Voc=0.69 V,ff=0.69）。以吩噻嗪为电子给体,氰乙酸为电子受体,设计合成了2个T型吩噻嗪染料敏化剂T-1和T-2。吩噻嗪与4-（4-溴苯基）-2-噻吩基-1,3-噻唑发生亲核取代,再经Vilsmeier反应引入醛基,同时得到噻唑上取代的单醛化合物和噻唑、吩噻嗪上取代的二醛化合物。醛与氰乙酸进行Knoevenagel缩合分别得到具有单受体和双受体结构的T-1和T-2。与T-1相比,具有双受体结构的T-2光吸收强度增大且光谱吸收范围变宽,有利于光电流的产生,表现出较优的光电转换效率4.35%(Jsc=10.29m A·cm-2,Voc=0.65 V,ff=0.65)。