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染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种制作成本低、工艺技术简单、原材料相对丰富、具有潜在发展前景的光伏电池。近十几年来，广大学者致力于DSSC工作机理方面的研究，并取得了一定的成就，使人们对DSSC中光生电子的产生、输运、复合等微观过程的有了一定的了解。但是这些研究在很大程度上是由大量的实验主导，而不是在一个严格的理论指导下探索得到的，因此建立一个精确的电子传输及反应的物理模型并进行数值模拟变得十分重要。
本文基于电子传输的扩散理论建立了染料敏化太阳能电池的连续性方程，通过比较不同光阳极材料性能的优劣，使用适用于TiO2作为光阳极的内部参数，分别对影响DSSC光电性能的温度、TiO2膜厚、电子寿命、电子扩散系数、光照强度、吸收系数等因素逐一进行数值模拟研究，研究结果表明：以ZnO作为光阳极的DSSC与TiO2相比效率偏低，随着TiO2薄膜厚度的增大，DSSC的开路电压及光电转换效率都是先增大后减小。此外，DSSC的光电转换效率随着工作温度、光照强度、电子寿命、电子扩散系数、吸收系数的增大均有一定程度的提高。
在前文的基础上将光子流密度和染料的吸收系数扩展到全波长，并将单一天然染料和两种混合天然染料的吸收光谱参数引入连续性方程中，通过MATLAB模拟染料敏化电池性能，并对模拟得到的天然染料的伏安特性曲线进行了分析与评价。研究结果表明：叶绿素类染料中从海带提取出来的色素敏化的DSSC的效率较高，且叶绿素改性后效率有明显的提升，花青素类染料中从蓝莓提取出来的色素敏化的DSSC的效率较高，类胡萝卜类染料中从金丝黄菊提取出来的色素敏化的DSSC的效率较高，并且花青素类染料性能明显优于其他染料；混合敏化的DSSC相比于单一组分的染料敏化太阳能电池，短路电流密度和效率有了明显的提升。其中，花青素与叶黄素混合时的敏化效果最佳，与单一染料敏化中性能最好的蓝莓相比，效率提升0.28%(相比提升0.55倍)。本文研究内容对DSSC理论的发展和优化具有重要的意义。
本文基于电子传输的扩散理论建立了染料敏化太阳能电池的连续性方程，通过比较不同光阳极材料性能的优劣，使用适用于TiO2作为光阳极的内部参数，分别对影响DSSC光电性能的温度、TiO2膜厚、电子寿命、电子扩散系数、光照强度、吸收系数等因素逐一进行数值模拟研究，研究结果表明：以ZnO作为光阳极的DSSC与TiO2相比效率偏低，随着TiO2薄膜厚度的增大，DSSC的开路电压及光电转换效率都是先增大后减小。此外，DSSC的光电转换效率随着工作温度、光照强度、电子寿命、电子扩散系数、吸收系数的增大均有一定程度的提高。
在前文的基础上将光子流密度和染料的吸收系数扩展到全波长，并将单一天然染料和两种混合天然染料的吸收光谱参数引入连续性方程中，通过MATLAB模拟染料敏化电池性能，并对模拟得到的天然染料的伏安特性曲线进行了分析与评价。研究结果表明：叶绿素类染料中从海带提取出来的色素敏化的DSSC的效率较高，且叶绿素改性后效率有明显的提升，花青素类染料中从蓝莓提取出来的色素敏化的DSSC的效率较高，类胡萝卜类染料中从金丝黄菊提取出来的色素敏化的DSSC的效率较高，并且花青素类染料性能明显优于其他染料；混合敏化的DSSC相比于单一组分的染料敏化太阳能电池，短路电流密度和效率有了明显的提升。其中，花青素与叶黄素混合时的敏化效果最佳，与单一染料敏化中性能最好的蓝莓相比，效率提升0.28%(相比提升0.55倍)。本文研究内容对DSSC理论的发展和优化具有重要的意义。