太阳能具有清洁、可再生等优点,开发光催化体系将太阳能转换为高密度化学能具有重要意义。其中,光敏剂作为光吸收主体和电子传递的媒介,在光能转换过程中发挥着重要作用。传统光敏剂(比如[Ru（bpy）₃]²⁺)受限于激发态寿命短、可见光吸收弱等问题,难以实现工业化应用。为解决这些问题,本论文旨在围绕新型金属光敏剂的制备与光物理性能调控,实现高效光解水产氢（H₂）与二氧化碳（CO₂）光还原;同时开发高活性非贵金属光敏剂,构建廉价光催化体系用于高附加值有机化学品的制备。具体的研究内容如下:首先系统地研究了不同激发态Ru（II）配合物光敏剂光催化产氢性能。通过引入芘和芘炔,实现激发态类型的有效调控,获得三种不同激发态类型的光敏剂（Ru-2、Ru-3和Ru-4）。研究结果表明与³MLCT配合物（Ru-1和Ru-2）相比,³IL配合物（Ru-4和Ru-3）的光催化活性整体提高了3倍以上,这主要归因于³IL光敏剂更为优越的光稳定性和长的激发态寿命（Ru-4,τ=120μs）。进一步开发铜光敏剂替代贵金属光敏剂进行光催化研究。将跨键能量转移（TBET）策略应用于构筑强可见光吸收和长激发态寿命的Cu（I）基光敏剂,用于高效的能量转移和电子转移型光催化反应。开发出首例强可见光吸收Cu（I）基光敏剂（Cu-2和Cu-3）。Cu-3在518 nm处的摩尔消光系数高达162260 M^-1cm^-1,比传统铜光敏剂（Cu-1）高62倍。Cu-3的光催化性能高于传统铜光敏剂（Cu-1）和贵金属光敏剂([Ru（bpy）₃]²⁺和[Ir（ppy）₃]⁺)。最后我们开发了不含重原子的三重态光敏剂（HAFPs）进行光催化研究。利用Bodipy基元构筑了一系列光敏剂B-1到B-8,并应用于光催化CO₂还原。B-8展现了优异的光催化活性,CO产率高达1311.4μmol,选择性接近100%,提供了一种全新的设计高效分子光敏剂的方法。