染料敏化太阳能电池(Dscs)是一种低成本、高效率和环保的太阳能电池，自上世纪90年代以来便受到各国研究者的高度重视，已展现出十分诱人的应用前景。新型高效染料敏化剂的研究一直是DSCs领域的研究热点。 在已报道的染料敏化剂中，含贵金属的钌基敏化剂性能最好，但其成本较高。而不含贵金属的有机染料敏化剂具有结构多样、易于设计和摩尔吸光系数高等优点。有机染料敏化剂与钌基敏化剂相比，最大的优势在于成本低。所以，设计合成用于替代钌基染料的有机染料敏化剂已经成为一项非常重要工作。基于此，本论文研究方向为高效、低成本有机染料敏化剂的设计与合成。我们以三苯胺为基本材料，设计合成了一系列三苯胺基有机染料，系统研究了这些染料的光、电化学性质以及它们在DSCs中的应用。主要内容如下： 1.选用三苯胺(TPA)作为基本构件，设计合成了7种具有D-π-A(electron donor-π bridge-electron acceptor)分子结构的新型三苯胺基染料(TPAR1～TPAR6和TPAR11)，在此过程中共得到了11种新的有机化合物，并对这些化合物进行结构表征。 2.研究了三苯胺基染料在溶液巾以及在TiO<,2>膜电极上的光学性质和电化学性质。结果表明这些染料在可见光区具有良好的光捕获性能：染料的摩尔吸收系数为22,800～41，200 M<-1>cm<-1>；TPAR1、TPAR4、TPAR5和TPAR11敏化电极最大光捕获效率都在80％以上，TPAR3敏化电极最大光捕获效率达到74％；染料的最高占有分子轨道(HOMO)与最低非占有分子轨道(LUMO)能级位置完全符合DSCs中电子转移的要求。 3.系统表征三苯胺基染料敏化的DSCs的光电转换性能，结果表明三苯胺基染料具有良好的敏化性能：入射光光电转换效率(IPCE)曲线显示TPAR11具有最好的光电响应，在475 nm时达到最大值83.7％，如果考虑到导电玻璃的光吸收和反射，该值对应的量子产率接近1。TPAR4和TPAR1敏化DSCs的IPCE<,max>分别为81.0％和72.0％；TPAR11和TPAR4敏化DScs具有很高的短路电流密度(分别为18.0和17.8 mA cm<-2>)，光电转换效率接近6％(光辐照度为AM1.5)。 4.阐明了三苯胺基染料的分子结构、吸收光谱、氧化还原电势以及三苯胺基染料敏化的DSCs的光电转换性能之问的相互关系，为设计新型高效的三苯胺基染料提供了研究基础。 5．考察了配制染料用有机溶剂，电解质中添加剂(4-叔丁基吡啶)，染料溶液中的共吸附剂(鹅去氧胆酸)，TiO<,2>薄膜厚度以及光辐照度对三苯胺基染料敏化的DSCs的光电性能的影响。实验结果为充分提高三苯胺基染料敏化DSCs的光电转换效率提供了有价值的信息。 6．测试了三苯胺基染料的热稳定性，结果表明这些染料都具有较高的热稳定性，裂解温度为250～338℃，完全能够满足实际使用的需要。 7．在B3LYP/6—31+G(d)水平下对三苯胺基染料分子进行密度泛函(DFT)计算，染料分子前线轨道布居分析表明染料分子在光激发后发生有效的分子内电子转移。计算结果证明T--苯胺基染料分子结构设计的合理性。