利用和发展绿色、可再生的太阳能是解决能源需求和化石燃料燃烧带来的环境问题的重要手段。染料敏化太阳能电池（DSSCs）作为新一代的太阳能电池,由于其具有环境友好性和制作成本低等特点受到广泛关注。但两极敏化的pn-型DSSCs的发展受到p-型DSSCs光电转化效率低的限制。非金属三苯胺类染料被发现有较好的光电转换效率,其是一类性能优良的供电子基团,且其具有的非平面结构特点能降低染料相互团聚现象。本文设计了具有不同分子结构的三苯胺类染料,并采用密度泛函理论（DFT）与含时DFT（TD-DFT）相结合的方法,对各染料的结构及性能等进行了理论研究。通过比较不同染料的性能,揭示染料分子结构与性能之间的关系,为p-型DSSC染料的更深入研究提供理论支撑。本文的主要研究内容如下:以典型的p-型光敏染料E0和B0为母体结构,设计了三种改性噻吩作为电子受体基团,并将三种改性噻吩引入染料供体和π桥之间,形成了具有D-A-π-A和D-（A-π-A）2结构的p-型敏化染料。采用DFT和TD-DFT方法,研究了三种改性噻吩电子受体对DSSCs性能的影响。结果表明,所有染料的最高占有分子轨道（HOMO）能级和最低未占有分子轨道（LUMO）能级均与Ni O价带能级和I3–/I2·–的氧化还原电势相匹配,研究的8种染料均可作为p-型敏化染料用于DSSCs中。用三种改性噻吩电子受体基团替代噻吩基,可以改善染料的平面性和增加染料分子链的刚性。在染料E1和B1的结构中引入2,3-二甲基吡嗪噻吩（DMPZT-1）作为电子受体基团,使得E1和B1的禁带宽度分别是E系列和B系列染料中最窄的。更重要的是,E1和B1的紫外-可见吸收光谱在可见光范围内的红移分别是E系列和B系列染料中最大的,并且吸收曲线的积分面积也分别是E系列和B系列染料中最大的。因此,在染料的结构中引入DMPZT-1基团作为受体,可以改善染料的光学性能。此外,所有染料都有优异的光捕获效率（LHE）,E系列染料LHE值的变化范围为0.988-0.992,B系列染料的LHE值为0.998-0.999,B系列染料的LHE值较E系列染料有所提高。以带有两个羧基作为锚基的三苯胺作为电子供体,双氰基乙烯作为电子受体,构建十种具有D-π-A结构的染料,研究不同π共轭桥对光敏化染料性能的影响,尤其是含有氮正离子的π共轭桥对染料性能的影响。结果表明,除了共轭桥中含有两个N正离子的染料外,其余染料的HOMO和LUMO能级均与Ni O价带能级和I3–/I2·–的氧化还原电势相匹配,均可作为p-型DSSCs的光敏剂。通过对各染料性能的对比发现,N正离子在共轭桥上的相对位置对染料性质有非常重要的影响。在染料分子结构中,适当地引入N正离子可以改善染料的性能。共轭桥中含有N正离子的染料S3-PZL1C具有较窄的禁带宽度（Eg=2.02 e V）、最大的光捕获效率（LHE=0.9974）、最小的内重组能(λint=7.00 kcal/mol);并且该染料紫外-可见吸收光谱具有最大的红移,吸收曲线可见光波长范围内具有最大的积分面积;其与Ni O电极之间的吸附能（?66.84 kcal/mol）也是最强的。此外,染料S3-PZL1C还具有优良的电子激发和电荷分离性能。为了进一步证实N正离子在染料π桥中对电子传递过程的影响,以带有两个羧基作为锚基的三苯胺作为电子供体,双氰基乙烯作为电子受体,噻吩、并二噻吩及并三噻吩作为π共轭桥的染料为母体结构,将N正离子引入染料π共轭桥中的不同位置,设计了A、D和S系列染料。研究了N正离子作为π共轭桥中的“电子陷阱”对p-型敏化染料性能影响。结果表明,染料的性能对N正离子在染料共轭桥上的相对位置非常敏感。在共轭桥中距离染料供体近的位置引入“电子陷阱”能够促进了染料分子内的电荷从供体向受体方向转移。因此,D系列染料的性能优于对应的A系列染料。在A系列和D系列染料中,染料T2N+1-d的紫外-可见吸收光谱具有最大的红移,吸收曲线在可见光波长范围内具有最大的积分面积,并且染料T2N+1-d具有最大的光捕获效率（LHE,0.996）和在Ni O表面上最大的吸附能（-44.33 kcal/mol）。此外,染料T2N+1-d具有较大的空穴注入能(ΔGinj,-0.74 e V),这可以保证更有效的空穴注入。通过增加染料T2N+1-d共轭桥的共轭长度,染料T2N+1-s的性能得到了进一步的提升。因此,在染料的共轭桥结构中,适当的引入N正离子可以改善染料的性能。染料T2N+1-d及增加其共轭桥共轭长度的衍生物可能会成有发展潜力的p-型DSSCs染料。与染料π桥的改性研究不同,对D-π-A结构中电子受体-A进行了改性研究。以三苯胺作为电子供体,噻吩作为π共轭桥,构建具有D-（π-A）2结构的P系列和Q系列p-型敏化染料,研究不同电子受体结构对敏化剂性能的影响。其中,Q系列染料是以N-甲基吡啶作为电子受体的染料P4为原型,通过在N原子上引入具有不同结构的吸电子基团改性得到。结果表明,在吡啶受体的N原子上引入不同的吸电子基团可以调节染料的性能。通过与由已合成的受体组成的P系列染料对比发现,除了染料Q1和Q3不适用于p-型DSSCs染料外,由吡啶改性后的受体组成的Q系列染料的性能得到了改善。与Q系列的其它染料相比较,由于在受体中适当地引入了具有吸电子能力的六氟二乙酰氨基,染料Q6具有最窄的禁带宽度（Eg,1.90 e V）、最大的空穴注入能(ΔGinj,-0.68 e V)、最小的内重组能(λint,5.05 kcal/mol),并且染料Q6的电子激发性能和电荷复合都有所改善。更重要的是染料Q6的紫外-可见吸收光谱不仅具有最大的红移,其在可见光波长范围内的积分面积也最大,并且染料Q6与Ni O电极之间的吸附能（?74.80 kcal/mol）也是该系列p-型DSSCs染料中最大的。因此,染料Q6具有发展潜力,其受体可能会成为一种新型的p-型染料受体。