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染料敏化太阳能电池(Dye Sensitized Solar Cell,DSSC)凭借其成本低、可弱光发电、光电转化率不受温度影响等特点,极有希望替代硅半导体光电转换部件,成为下一代实用型高性能太阳能电池。有机染料敏化剂是DSSC中决定可见光吸收和光电转换效率的关键结构材料,具有结构易设计修饰和加工、成本低、稳定性好等特点。以染料发色理论为依据,前人工作为指导,选择香豆素或吲哚啉作为有机染料敏化剂的电子给体,烯键或噻吩为Π桥,氰基乙酸、3-羧甲基罗丹宁或苯并唑类为电子受体,设计合成三类共八个稠杂环型染料敏化剂,分析了合成反应过程与关键步骤机理,测试了光谱性能、电化学性能和光电转换性能。论文选择可见光区响应度高、稳定性好的香豆素作为给体,噻吩基作为π桥,氰乙酸为受体,合成了两种新型具有“D-π-A”结构的香豆素型染料敏化剂。4-取代的水杨醛与噻吩乙腈发生环合,生成3-噻吩香豆素Ⅰ-1,经Vilsmier反应于噻吩环上引入醛基得到化合物Ⅰ-2,再与氰乙酸发生Knoevenagel反应得到目标化合物Ⅰa,Ⅰb(收率分别为63.2%和55.1%)。对其光谱性能、电化学性能以及光电转换性能进行了测定。结果表明,与甲氧基取代的染料敏化剂Ⅰb相比,香豆素环7位上二乙氨基取代的染料敏化剂Ⅰa分子内电荷转移性较强,紫外吸收光谱红移。Ⅰa组装得到的染料敏化太阳能电池暗电流降低,具有较高的单色光转化效率ⅠPCE和短路电流Jsc,从而具有较高的光电转换效率(Jsc=8.68 mA/cm2,Voc=57.4 mV,η=3.52%,η N719=6.0%)。选择给电子性能较强的吲哚和香豆素作为给体,噻吩基作为π桥,氰乙酸或罗丹宁乙酸为受体,合成了两个新型“2D-π-A”结构的吲哚联香豆素型染料敏化剂。苯肼与环戊酮经Fischer吲哚合成法生成1,2,3,4-四氢环戊[b]吲哚Ⅱ-1,催化加氢后得到吲哚啉Ⅱ-2,再与3-噻吩-7-溴香豆素Ⅱ-3经偶联得到吲哚联香豆素11-4。经Vilsmier反应于噻吩环上引入醛基得到化合物Ⅱ-5,最后与罗丹宁乙酸发生Knoevenagel反应得到目标化合物Ⅱa(收率为16.8%),与氰乙酸反应得到相应的目标化合物Ⅱb(收率为17.0%)。性能测试结果表明,氰基乙酸为受体的敏化剂Ⅱb尽管紫外吸收光谱较罗丹宁为受体的敏化剂Ⅱa蓝移,但Ⅱb组装得到的染料敏化太阳能电池具有较高的单色光转化效率IPCE和短路电流Jsc,从而具有较高的光电转换效率(Jsc=5.22 mA/cm2,Voc=600mV,η=3.77%)。选择以烯键为冗桥,苯并唑类为电子受体,合成了一类新型的“D-π-A”结构的吲哚类敏化色素。苯肼与环戊酮经Fischer吲哚合成法生成Ⅲ-1,催化加氢后得到吲哚啉Ⅲ-2,再与溴苯偶联得到化合物Ⅲ-3。经Vilsmier反应于苯环上引入醛基得到化合物Ⅲ-4,再与苯并唑类衍生物发生Knoevenagel反应得到化合物Ⅲ-5(收率为61.1%～97.9%)。Ⅲ-5碱性水解得到目标化合物Ⅲ-6a～Ⅲ-6d(收率为52.5%～55.8%)。光谱性质研究表明,以苯并噻唑为受体,以及增加吲哚给体N上苯环的电子云密度,有助吲哚染料敏化剂紫外吸收光谱红移。