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染料敏化太阳能电池近年来备受众多学者关注与研究,光敏染料是电池器件不可或缺的一部分,从最初的金属类光敏染料到如今具有“供体-π-受体”结构的纯有机光敏染料,染料的结构设计研究一直以来备受瞩目。设计合成新型宽光谱响应、摩尔消光系数高且与电解质能级相匹配的染料有利于提升染料敏化太阳能电池性能。设计合成了两个二噻吩并吡咯为电子供体的新型光敏染料TZ101与TZ102。二噻吩并吡咯通常作为π-桥应用于染料中,将其应用到染料的供体结构中,与苯并噻二唑通过双键来连接,苯甲酸为电子受体合成染料TZ101与TZ102。在二噻吩并吡咯不同位点引入异辛基苯烷氧基以减少染料吸附到二氧化钛表面的聚集。研究表明,两个染料均在可见光范围内有较宽的吸收光谱。相比于TZ102,TZ101染料吸附于二氧化钛膜上后表现出了较大的红移,拓宽了吸收光谱。TZ102由于引入的两个供电性的异辛基苯氧基,使其染料的HOMO能级负向移动。IPCE测试表明基于TZ101的电池器件在350-650 nm范围内单色光转换效率均达到了80%以上,而TZ102器件不到60%,与-V测试数据吻合。最终,基于TZ101染料的电池器件获得了7.7%(sc=18.9 mA cm-2,Voc=0.67 V,FF=0.59)的光电转换效率,高于同等测试条件下基于TZ102的电池器件5.0%(sc=12.4 mA cm-2,Voc=0.60 V,FF=0.67)。设计合成了两个吲哚并咔唑为电子供体的新型光敏剂TZ201与TZ202。在TZ201的苯并噻三唑（BTZ）基团处引入两个氟原子,利用紫外可见波谱、电化学分析、密度泛函理论计算和电化学阻抗等来探究氟原子对于光敏剂和太阳能电池光电性能的影响。实验表明,在TZ201中引入氟原子提高了其摩尔消光系数和电池在350-450 nm处单色光转换效率（IPCE）的响应进而增大了电池的光电流。同时,吲哚并咔唑的引入实现了光敏剂与铜电解质能级的高度匹配,基于两个染料的器件开路电压均达到了1.10 V。最终基于TZ201器件获得了5.1%的光电转换效率(sc=7.1 mA cm-2,Voc=1.10 V,FF=0.65),大于TZ202的4.7%(sc=6.1 mA cm-2,Voc=1.10 V,FF=0.70)。