近年来,随着人类对能源需求的增长以及对温室效应的关注,人们开始更加重视可再生能源的开发。由于太阳能蕴含巨大的能量,太阳能转化技术将在那些研究取代煤石油等化石燃料的技术中起到很重要的作用。尽管如此,传统的无机半导体太阳能电池材料由于成本比较高,限制了其大规模的应用。因此,人们开始对价格更低廉的太阳能电池材料进行了大量的研究。有机太阳能电池由于其分子结构的可修饰性以及材料加工更容易且价格较低得到了研究者广泛的关注。有机太阳能电池可以分为聚合物太阳能电池和染料敏化太阳能电池。为了得到新型的有机太阳能电池材料,本文结合卟啉和噻吩衍生物的优点,合成了一系列噻吩修饰卟啉的化合物,并对它们在聚合物太阳能电池和染料敏化太阳能电池的应用中进行了研究。主要的研究内容如下:　　(1)通过Stille偶联反应合成了两种新型的主链结构不同的共轭聚合物P-PTT和P-POT,并考察了聚合物中不同长度噻吩链在热性能,光物理性质,电化学以及光伏性能等方面的影响。聚合物P-PTT与P-POT相比具有更高的起始分解温度(413℃)和玻璃化转变温度(152℃)。由于卟啉中位噻吩基团的引入,两种聚合物在三氯甲烷溶液中和固体膜上的吸收光谱比锌卟啉单体红移且加宽。两种聚合物电化学的研究表明,聚合物的能级适合聚合物给体与PCBM受体表面有效的电荷传输和分离。聚合物太阳能电池的能量转化效率分别为0.32％和0.18%。　　(2)设计合成了两种给体-(π桥联)-受体的卟啉染料PZn-MT和PZn-EDOT并应用于染料敏化太阳能电池。这两种染料具有相同的卟啉衍生物给体和氰基乙酸受体,不同的π桥联结构(3-甲基噻吩或3,4-二乙烯氧基噻吩)。这两种染料具有不同的光吸收行为,同时在TiO2膜上的吸附量值也不一样。在这两个卟啉染料中,PZn-EDOT表现出更好的光伏性能:入射光子-电流转换效率(IPCE)为65%,短路电流密度为15.59mAcm-2,开路电压为0.64V,填充因子为0.65,在AM1.5(100mWcm-2)照射下的能量转化效率达到6.47%。　　(3)设计合成了两种不同金属(Mn(Ⅲ)和Ga(Ⅲ))配位的3-己基噻吩卟啉染料(PMn-HT-SCN,PGa-HT-SCN),并应用于染料敏化太阳能电池。PMn-HT-SCN的吸收光谱比PGa-HT-SCN红移,且PMn-HT-SCN具有更高的摩尔吸光系数和在TiO2膜上更大的吸附量。由此可以说明PMn-HT-SCN具有更强的光俘获效率和电荷收集效率。在这两个卟啉染料中,PMn-HT-SCN表现出更好的光伏性能:短路电流密度为4.32mAcm-2,开路电压为0.61 V,填充因子为0.58,在AM1.5(100mWcm-2)照射下的能量转化效率为1.53%。　　(4)设计并合成了两种在卟啉β位和中位用噻吩衍生物修饰的染料D1和D2,并应用于染料敏化太阳能电池。D2的吸收光谱与D1相比红移,且D2具有更高的摩尔吸光系数和更大的吸附量。在这两个染料中,D2表现出更好的光伏性能:短路电流密度为8.90mAcm-2,开路电压为0.61V,填充因子为0.63,在AM1.5(100mWcm-2)照射下的能量转化效率达到3.42%。