中文摘要：

能源是世界发展和经济增长最基本的驱动力，是人类赖生存的基础。发展太阳电池是解决世界范围内的能源危机和环境问题的一条重要途径，一直是国内外研究的热点。单晶硅和非晶硅太阳电池由于其成本高，制造工艺复杂，广泛应用受到了限制。染料敏化太阳电池(DSCs)利用廉价的原材料、简单的制备工艺获得较的高光电转换效率引发了研究热潮。要实现DSCs大面积、高质量的产业化还需解决一系列关键科学问题传统的DSCs所采用的挥发性液体电解质不易封装和易泄漏；钌染料成本较高且吸收范围与太阳光谱不匹配，染料敏化的介孔薄膜吸收长度大于载流子扩散长度等。本项目分析DSCs结构和工作原理，理解几个核心元件(介孔薄膜、染料和电解质)的工作机制和相互制约关系，研究DSCs器件制作关键技术和方法，设计与制备了几种高性能纳晶介孔薄膜和一维纳米结构阵列薄膜电极，选取最新合成的联吡啶钌和全有机染料研制了DSCs，以及研究了低挥发性电解质的作用机理等，获得了器件光电转化效率的提升。着重研究无机/有机纳米界面电荷分离和复合，微尺度载流子输运和收集，理解器件每个部位对光电转化效率的贡献，为高性能太阳电池的理性设计和器件优化奠定了基础。