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由于制备工艺简单、原材料价格低廉,并能制备成柔性器件和彩色透明器件等特点,染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells, DSCs)一直被视为第三代太阳能电池中最具应用前景的光电转换技术之一。目前实验室测试DSCs的最高光电转换效率已达到13%。染料作为DSCs中的光捕获部分,在光电转换过程中承担决定性作用。卟啉具有结构多样、光捕获范围宽、光电性质稳定等特性,因此是DSCs最有潜力的高效、低成本染料之一。本文选用卟啉作为骨架结构,设计合成了一系列高效卟啉染料,系统研究了在给体-受体结构下,卟啉的结构与其光电化学性质的关系,为高效、低成本的卟啉敏化剂的设计与合成提供依据。主要开展了如下几方面研究工作：以卟啉为骨架结构,设计合成具有不同受体共轭基团的卟啉染料LW1-LW4。其中以噻吩或3,4-乙烯二氧噻吩为受体共轭基,氰基乙酸为吸附基团的染料LW2与LW3,其光捕获范围拓宽至850nm,而具有刚性共轭结构的LW4获得了9.53%的光电转换效率,高于参比染料LD14的9.01%；以卟啉为骨架结构,用噻吩延长受体共轭基长度,设计合成了两种卟啉染料LW5-LW6。研究了共轭长度对染料激发态电子注入效率、氧化态染料还原速率的影响。其中LW5染料与钴配合物电解质作用下,获得7.75%的光电转效率；以卟啉为骨架结构,研究连苯,连噻吩,或熔融噻吩作为受体共轭基团时卟啉染料光电化学性质的变化。其中以熔融噻吩作为受体共轭基团的LW9染料,其光捕获范围拓宽到850nm,并在卟啉特征吸收带B带520nm出现肩峰,填补了卟啉染料B带和Q带之间的吸收空隙。以新型钴络合物作为电解质,其DSCs获得6.50%的光电转换效率；以卟啉为骨架结构,设计合成两种吡啶吸附基团的卟啉染料LW11-LW12及一种双羧基卟啉染料LW13。其中LW11染料的DSCs的光电转换效率达到3.96%,为当时非质子染料的最高DSCs效率；以卟啉为骨架结构,设计合成三种具有不同卟啉支链结构的染料LW14-LW16。其中以己基噻吩作为卟啉环支链的染料LW16的DSCs获得最高电池转换效率8.50%；以炔基芘共轭的卟啉为骨架结构,设计合成了三种具有不同受体共轭基团的卟啉染料LW17-LW19。其中以噻吩为受体共轭基的LW18染料的DSCs获得最高效率8.74%。