能源与环境是新世纪里面临的严峻课题。染料敏化太阳能电池有希望成为调节能源与环境矛盾，并解决日益匮乏的能源问题的有力工具。本文研究的环节是染料敏化电池的重要组成部分之一光敏化剂，着眼点是天然染料，重点是从微囊藻中提取、分离、制备光敏化剂藻蓝素。论文分两部分：第一部分关于染料的提取、分离和鉴定；第二部分关于染料的光敏化性质研究。 在论文的第一部分中，研究从微囊藻藻浆中提取藻蓝蛋白，并通过藻蓝蛋白制备藻蓝素的工艺过程。通过对制备过程中每个细节的分析，得到藻蓝蛋白提取及藻蓝素制备的最佳的工艺条件，即：藻浆以6000r/min转速离心12min；粗藻蓝蛋白溶液用55％饱和度(25℃)硫酸铵盐析约1h，然后再以 12000r/min 转速离心沉降12min得蛋白沉淀；盐析的蛋白沉淀用0.1mol/L,pH=7.0的磷酸钾缓冲液透析16h，再改用蒸馏水透析 12h(其中，V<,buffer>/V<,precipate>、V<,water>/V<,precipate> 控制在不低于10:1；用缓冲液透析时每隔 8h 更换一次缓冲液，用蒸馏水透析时隔6h更换一次缓冲液，保证透析的总时间不变)；透析后的蛋白溶液用1％的三氯乙酸沉淀，先后分别用蒸馏水、甲醇各洗涤两次，洗涤过程中的离心控制转速8000r/min，时间12min；洗涤后的蛋白沉淀与甲醇混合煮沸回流 24h，蛋白与甲醇的比控制在1/350(质量/体积)。在这一部分中还分离出一种较纯的淡黄色的色素，紫外最大吸收峰位置在260nm，通过光谱对其结构作出初步判断。 在论文的第二部分中，制备平均粒径约10nm的TiO<,2>溶胶，其在450℃高温煅烧0.5h后，锐钛矿所占比例为72.2％。同时，通过丝网印刷制备多孔薄膜电极。TiO<,2>电极在80℃预处理后，对藻蓝素的吸附效果最好。当电极在相同温度条件下预处理后，在不同浓度的藻蓝素溶液中敏化时，电极对藻蓝素的吸附量随浓度的增加而增加。对分子结构进行分析，藻蓝素通过-COOH、-NH-与TiO<,2>多孔薄膜电极的表面羟基(-Ti-OH)以化学键结合，形成电子由染料敏化剂向半导体导带转移的通道。 将敏化电极、电解液和 Pt 电极进行组装，构成染料敏化太阳能电池。表征电池的光电性能、稳定性及电化学阻抗谱，并分析比较实验数据。对于光敏化剂藻蓝素，当薄膜电极预处理温度为 80℃和染料溶液浓度为0.05mg/ml时，组装电池的光电转换效率最佳，达0.0136％；其它参数Voc、Jsc、Pmax、FF的值分别为277mv、0.0485mA/cm<2>、0.00508mw、0.379。通过对组装电池的连续测量，验证光敏化剂的稳定性。在未密封的状态下，光照并连续测量，藻蓝素能稳定存在25min，而后观察到Ⅰ-Ⅴ曲线衰减的现象。 通过对染料敏化电池三个界面“ITO/TiO<,2>、TiO<,2>/dye/electrolyte、electrolyte/Pt”的电荷传递方式和氧化还原反应的形式的分析，推导出各个界面上的电化学阻抗的频率响应函数的方程，并建立了染料敏化电池的等效电路模型。测试光照和暗光并正向偏压两种条件下敏化电池的电化学阻抗谱。经过比较，光照条件下的电化学阻抗值比暗光加正向偏压下的阻抗值小近一倍。对两种条件下的电荷转移机理分析，推出薄膜电极界面Ⅰ<,3><->浓度越大，阻抗谱Bode 图的相角越小。这是因为Ⅰ<,3><->捕捉薄膜电极中传输电子，其浓度越大，电子传输的寿命越短，从而相角就会越小。