随着能源的过度开发和消耗，发展和利用可再生循环的新能源和新能源材料成为全球研究热点之一。其中，太阳能成为解决能源危机的首选新能源。近年来，制作成本低廉、安全环保的染料敏化太阳能电池(DSSC)得到很多科研工作者的广泛关注和研究。但是，目前为止染料敏化太阳能电池对太阳能的利用率仍然较低，如何提高其工作效率是研究工作的关键所在。染料敏化剂对于整个光转化和电子传输过程起着至关重要的作用，设计开发新型高效的染料敏化剂有望提高染料敏化太阳能电池的工作效率。目前以钌(Ⅱ)配合物作为染料敏化剂应用到DSSC的研究最为广泛，而铼(I)配合物由于自身的一些特有的优点，如：稳定的化学和光化学性质、较长的激发态寿命、较高的氧化还原电势和较好的可见光吸收能力等，也越来越多地引起人们的关注，希望通过对铼配合物的研究可以合成得到新型的、高性能的染料敏化剂。发展快速的计算机技术使得理论计算更加准确可靠，通过理论计算给实验工作者提供切实可行的理论指导，大大降低实验成本，提高研究效率。本论文的主要研究重点就是通过修饰改变配体从而设计开发新型高效能的铼(I)配合物染料敏化剂。研究工作主要是应用量子化学计算方法，基于分子的电子结构，并结合溶剂化作用，深入地分析所设计铼系列的染料敏化剂分子的基态、激发态和吸收光谱的性质，并讨论其作为染料敏化剂敏化性能相关参数对DSSC的影响，从本质上解释几何结构与光电性质的关系，预测所设计的金属铼染料敏化分子的性能，希望该理论工作能够对性能更好为新敏化材料的设计和合成提供理论指导。主要内容如下：1.用DFT和TDDFT深入研究了连在邻二氮杂菲配体上的羧基数目和位置的不同对三羰基铼(I)配合物Re(CO)3Cl(HnL)电子结构和光谱性质的影响，并通过计算相关参数评估其作为DSSC的染料敏化剂的潜在应用价值。计算结果表明，羧基数目和位置的不同会影响前线分子轨道的性质，特别是对LUMO轨道影响大于HOMO轨道，进而改变染料敏化分子的吸光能力和电子传输能力，影响DSSC的工作效率。新设计的染料分子a2和b9较母体和其他设计染料分子有更好的敏化性能。2.用理论计算方法研究了连接在邻二氮杂菲配体上的官能团吸电子和给电子能力的大小对铼(I)配合物的电子结构和光谱性质以及其作为染料敏化分子性能的影响。结果表明，LUMO轨道的能量随着官能团吸电子能力增强明显减小，最终使得HOMO-LUMO间的能级差减小；吸收能力随之增加，吸收光谱发生红移，顺序为：D2<D3<D4<D1<D4<D6<D7，这与所连接的官能团吸电子能力的增强顺序是一致的，并结合其他敏化性能参数的比较评估，新设计染料分子D5较文中设计的其他染料分子更适合做染料敏化剂。