染料敏化太阳能电池(DSSCs)作为太阳能利用的一种有效方式,成为新一代太阳能电池研究的主要方向。而传统钌染料N719敏化的太阳能电池存在在蓝紫光区吸收较弱、电解液在380 nm处的竞争吸收等问题,严重影响了其电池效率的进一步提高。筛选并合成出一系列可以与N719配合的双亚胺类有机物,并通过共敏化的方式将它们引入到N719敏化的太阳能电池体系中,以实现光谱补偿、光谱增效及竞争吸收补偿的目的,是提高钌染料敏化太阳能电池的有效方法。本论文首先筛选并合成出三种邻吡啶对苯双亚胺类共敏化剂并研究了它们的光学和电化学性质,从光谱补偿、竞争吸收补偿、能级匹配角度考察了它们是否适合应用于N719敏化的DSSCs体系中;从电子复合和电子寿命等角度研究了共敏化后电池效率改变的原因;从分子结构角度分析了三种共敏化剂的共敏化性能存在差异的原因;通过与过渡金属Zn,Cd,Hg配位,研究了不同金属配位对共敏化性能的影响。研究结果表明:邻吡啶对苯双亚胺类共敏化剂能够提高N719对蓝紫光区域300-450nm的光的利用,补偿染料敏化太阳能电池电解液中I3–在380 nm处对光的竞争吸收,抑制电子复合,延长电子寿命,从而提高光电性能。甲氧基取代的邻吡啶对苯双亚胺类共敏化剂可将N719敏化的电池效率提高30%。过渡金属(Zn,Cd,Hg)配位后,由于摩尔吸光系数的下降,共敏化电池的效率不及配位前,但由于配位后分子仍具有较好的共平面性及刚性,其共敏化电池的效率仍高于单独N719敏化的电池效率。采用邻苯二胺、环己二胺、1,4-丁二胺三种不同胺源制备了刚性、半刚性和柔性的邻吡啶双亚胺共敏化剂,研究了它们应用于N719敏化太阳能电池中的适应性,考察了共敏化剂分子刚性的不同对共敏化性能的影响,并研究了不同金属配位后共敏化性能的差异。结果表明:三种共敏化剂在光吸收补偿及能级上均适合作为共敏化剂应用到染料敏化太阳能电池中,然而由于分子结构的不同,刚性强、共轭体系大的共敏化剂的共敏化性能要明显优于半刚性及柔性的。刚性共敏化剂可将单独N719敏化的电池效率提高30%。金属(Zn,Cd,Hg)配位后,由于摩尔吸光系数的下降及三种金属原子配位方式的不同导致分子结构有所差异,使得共敏化电池的效率差别很大,但Zn配位后总光电转化效率仍比单独N719敏化的电池的效率高。针对刚性强、共轭体系大的共敏化剂可以大大提高共敏化电池性能的特点,选择合成了一系列刚性更强、共轭体系更大的2,6-二(烷基亚胺)吡啶类共敏化剂,从光谱补偿、光谱增效、竞争吸收补偿及能级匹配等角度考察了它们是否适合应用于N719敏化的DSSCs体系中;从染料聚合、电子复合、电子寿命、电子传输等角度研究了共敏化后电池效率提高的原因;研究了不同烷基取代、相同烷基不同位置和不同数量取代、过渡金属(Zn,Cd,Hg)配位等对共敏化电池性能的影响。研究结果表明:2,6-二(烷基亚胺)吡啶类共敏化剂可以缓解N719的聚合,增强其光谱响应,抑制注入电子与电解液的复合,进而提高电池效率。不同烷基取代会使分子结构及能级有所差异,其共敏化的电池效率也会有所不同。相同烷基取代的位置和数量也是影响共敏化效果的两个主要因素。金属配位后并未发现电池效率的大幅提高,各金属配位的亚胺类共敏化剂的共敏化性能趋势是:Zn>Cd>Hg。2,6-二(烷基亚胺)吡啶类共敏化剂可将单独N719敏化的电池的效率提高35%。尝试选择共轭体系更大的红荧烯作为共敏化剂,研究发现:红荧烯能够补偿N719在300-750 nm区域内的吸收,增加其光利用率,加之红荧烯优异的电子传输性能及匹配的能级分布,能够大大提高其光电流强度,进而提高光电性能。红荧烯与N719共敏化太阳能电池,可有效抑制电子复合,延长电子寿命,从而提高开路电压值,其可将单独N719敏化的电池效率提高40%。亚胺类有机化合物作为共敏化剂能够大大提高钌染料N719敏化的太阳能电池的性能。共敏化剂的分子结构对其共敏化性能影响很大,在共敏化剂的选择过程中,适合的分子结构的选择是至关重要的。刚性强,共平面性好、共轭体系大的共敏化剂分子的共敏化性能较好。