本文以染料敏化太阳能电池的光电转换效率为研究对象，通过采用改善二氧化钛纳米晶膜的载流子传输性能、降低载流子的复合几率、以及采用提高空穴传输材料的传输效率等手段，对染料敏化太阳能电池的光电转换效率与使用材料、电池结构、制备工艺的关系进行了系统的研究。 第一章全面地介绍了染料敏化太阳能电池的基本原理、研究历史以及研究现状。并重点介绍了有关如何提高光电转换效率的研究进展。最后阐述了本博士论文研究的立题设想和研究目标。 第二章中集中介绍了关于采用不同方法合成的TiO2及其粒径大小、TiO2层电极结构对电池性能的影响的研究。我们首先研究了以TiCl4为原料通过混合溶剂热法制各得到的纳米TiO2的光电化学性质。当用它作为染料敏化太阳能电池的半导体电极时，电池的光电转换效率达到了9.13﹪，是文献报道的采用以TiCl4为原料制备的TiO2为半导体电极的光电池的最高效率值，比采用以钛酸异丙酯为原料，通过溶胶—凝胶法制得TiO2的光电池的相应值提高了7.5﹪。性能提高的主要原因是TiO2层对电池的光捕获效率的提高，同时由于最佳TiO2膜厚降低，减小了载流子复合几率。另外，我们还通过将不同TiO2粒子混合以及多层TiO2膜结构设计，获得了具有强光散射性质的TiO2电极，进一步提高了光电池的光电转换效率，其中具有多层结构的TiO2膜的电池经过优化后，在AM1.5模拟太阳光照射下，其短路电流达到了22.89mA/cm2，开路电压达到737.3mV，填充因子为0.6121，能量转换效率达到了10.33﹪。 第三章主要描述了关于在CuI层中掺杂金属层对固态电池性能的影响以及不同测试环境下电池的稳定性的研究。研究表明在CuI层中掺杂金属(Au/Ag/Cu/Al)后的光电转换效率有不同程度的提升。掺杂三层Ag时得到了短路电流为11.32mA/cm2，开路电压为393.8mV，填充因子0.599，光电转换效率为2.67﹪的电池性能，转换效率与无金属掺杂时相比提高了49.2﹪。研究结果还表明金属掺杂可以改善载流子的正向传输特性，提高CuI的HOMO能级，降低空穴注入势垒，从而提高电池的转换效率。通过测试CuI电池在不同测试环境下的稳定性表明空气中氧气的存在是电池稳定性降低的主要因素。 第四章主要介绍了关于有机物修饰TiO2电极表面对电池光电转换效率的影响的研究。首次将自组装技术应用于在分子水平上改善TiO2表面能级。其中3—丙胺基三乙氧基硅烷(APTS)在提高电池效率方面表现出良好的应用前景。在液态染料敏化太阳能电池中，与没有APTS修饰的TiO2电极相比，电池的效率提高了18.8﹪；在CuI固态电池中电池的光电转换效率提高了46.4﹪。电池效率提高主要是由于TiO2表面能级的升高，降低了电子回传的几率，从而减少了暗反应。 第五章主要介绍了将PMMA接枝碳纳米管掺杂PEO的聚电解质体系应用在染料敏化太阳能电池的研究。我们首次将PMMA接枝碳纳米管掺杂PEO的聚电解质体系应用在染料敏化太阳能电池中。实验结果表明，掺杂后电池的短路电流、开路电压、填充因子和注入效率都有明显的提高。与没有掺杂PMMA接枝碳纳米管的体系相比，电池的光电转换效率提高了4.8倍。性能改善的主要原因在于掺杂后有效抑止了PEO的结晶，增强了电解质同染料敏化TiO2电解的接触，有利于电荷的传输；同时提高了电解质层的HOMO能级，降低了空穴注入势垒。 第六章对整个研究内容和主要结果进行了最终总结，并就如何进一步提高染料敏化太阳能电池效率进行了展望。