经过近20年的发展,国际上很多研究机构已经在实验室小面积染料敏化太阳电池(DSC)的研究中取得了令人瞩目的成就,目前效率已超过12％,显示出较好的应用前景,因此,进行实用化研究必将是未来DSC应用所面临研究的一个重要方面。本论文通过建立DSC及组件的光学、电学和热学理论数学模型来模拟研究实用化过程中DSC组件的光、电和热性能,并研究了这些实际光、电和热等环境对DSC光电性能和稳定性的影响机制。　　 通过考虑太阳入射角度和辐射强度变化,同时考虑DSC组件各组成材料对光的多次反射、折射和吸收,重点研究了DSC中纳米TiO2多孔薄膜的光散射特性,引入了标量散射理论,建立了DSC组件的光传输与光吸收模型,并模拟研究了DSC关键材料不同厚度、不同光散射强度的吸收与反射光谱,研究了实际工作中DSC组件的光反射与光吸收特性。　　 电池组件实际工作时,普遍存在局部遮阴或光照不均等现象,本论文研究了遮阴或偏压下DSC电子的传输与复合和等效电路,并在此基础上建立了DSC组件的电学特性数学模型,从电荷传输等机理的角度研究了电池遮阴面积、组件连接方式、组件被遮阴电池数目和入射光强对组件I-V特性的影响。　　 考虑太阳辐射度、环境温度和环境风速等因素对DSC组件温度的影响,建立了DSC组件非稳态传热的理论模型,并对盖板玻璃、太阳电池和衬底玻璃的温度进行实时数值模拟,分析了环境风速、组件结构对电池温度与组件四种散热方式的影响。　　 针对实际工作环境,本论文还详细研究了测试环境、负偏压和交变温度等因素对DSC光电性能和稳定性的影响。