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本论文采用量子化学计算模型研究七种取代基（-CN，-F，-Cl，-H，-PhCH3，-OH和-NH2）卟啉锌敏化剂与氧化还原电对（I3-/I-）再生反应机理。研究卟啉锌敏化剂三个可能存在的再生反应机理；并且研究了不同的取代基电子效应对再生反应的影响，以及卟啉锌的meso-位取代基对电子向导带注入的影响，为卟啉类敏化剂的设计和筛选提供重要的参考。1.采用两种密度泛函CAM-B3LYP和B3LYP方法计算七种卟啉锌两步再生反应，在计算优化中间体[D+…I-]结构时，存在两种最稳定的结构DyeIZn和DyeIPy，中间体[D…I2-]的两个结构为DyeIZn-I和DyeIPy-I。随着取代基供电效应逐渐增强，中间体[D+…I-]和[D…I2-]的结构和电荷转移呈现规律性变化，反应能和自由能随着取代基供电效应增强逐渐增大。研究表明，取代基为吸电子基团（-CN，-F和-Cl）时反应倾向于生成中间体DyeIZn-I，取代基为供电子基团（-H，-OH和-NH2）时反应倾向于生成中间体DyeIPy-I，当取代基为PhCH3时，两种中间体的形成同时存在。第一步反应的过渡态不存在，卟啉Por-Cl，Por-H，Por-PhCH3和Por-OH第二步反应存在过渡态，说明再生反应动力学由第二步反应控制。Por-CN和Por-F没有过渡态，这说明Por-CN和Por-F可能具有快速反应动力学。2.计算七种卟啉锌一步再生反应和激发态还原反应能和自由能，结果表明一步反应在再生反应中是存在的，与两步反应共存，但是以两步反应为主。同时我们发现，随着取代基吸电子效应增强，激发态还原反应出现的概率增大。3.应用CAM-B3LYP计算卟啉激发态电子注入导带的自由能。计算研究表明，当meso-取代基供电效应增强，电子注入能越负，电子注入导带的驱动力越大，有利于电子注入反应，吸电子效应越强，越不利于电子的注入。计算结果说明在寻找高效的染料分子时，要平衡各反应过程的影响和效应，不能只考虑单方面因素如光吸收，应结合各个影响因素来设计染料分子如再生反应效率和电子注入效率。