光敏剂是染料敏化太阳能电池中主导光生电子过程的重要部分。研究者们在光敏剂的光谱响应能力,能级匹配程度,电子推拉结构等方面进行了诸多努力。通过调节分子结构,设计合成具有高摩尔吸光系数,优秀光谱响应,合适的氧化还原电位的有机光敏剂对于染料敏化太阳能电池的应用具有重要意义。本文中设计合成了基于吲哚并咔唑的新型纯有机光敏剂。光敏染料SK201和SK202具有匹配的能级能够与钴电解质配合使用,通过在供电基团上修饰烷氧链和长碳链以及柔性的苯环基团,使得染料吸附在半导体表面时能够形成有效的阻挡层,阻止氧化还原电对与TiO₂的接触,从而抑制电子的复合,提高开路电压。在SK201的结构基础上添加噻吩基团合成了SK202分子。通过理论计算,由于噻吩基团体积小,空间位阻作用小,减少了光敏剂供电基团和桥基之间的扭转角度,使得SK202分子的平面性大大提高,增强了分子共轭。这一调整使分子的紫外可见吸收光谱红移了接近40 nm,极大提高了光敏剂的光谱响应能力。同时加入噻吩后的分子的吸电性增强,降低了分子的LUMO能级,减少了不必要的能量损失。基于SK202和Co-bpy氧化还原电对的染料敏化太阳能电池得到了11.0%的光电转化效率（短路电流16.5 mA/cm²,开路电压为932 mV,填充因子71.7%）,在自然光条件下放置1000 h仍能保持稳定工作。同时,使用I^-/I₃^-氧化还原电对的器件也达到了10.5%的光电转化效率（短路电流密度为17.5 mA/cm²,开路光电压为844 mV,填充因子为71.1%）。这说明SK系列染料对于氧化还原电对具有普适性,与不同种类的电解质能够良好的契合。基于有机-无机杂化钙钛矿材料的太阳能电池是近年来光伏领域的研究热点。卤化物钙钛矿材料具有在可见光区光谱响应强,消光系数高,载流子寿命和迁移距离长（100nm-1μm）,自身具有p-n结特点等优势,并且利用简单地溶液加工方式即可方便地制备固态光电器件。但是多晶结构的钙钛矿薄膜存在各种缺陷,包括配位不足的阳离子和阴离子等,这些缺陷的存在一方面会成为捕获光生载流子的陷阱,另一方面会造成钙钛矿的分解。本文中使用具有羧基的染料分子SK202作为钙钛矿薄膜的钝化剂,将其加入到反溶剂当中,通过一步法制备钙钛矿薄膜。经钝化处理的器件有效减少了载流子复合,开路电压明显提升。同时由于染料分子具有的疏水结构,处理后的钙钛矿薄膜表面具有良好的疏水性,提高了PSCs的水氧稳定性,在空气中放置20天后仍能保持初始效率的80%以上。