染料敏化太阳电池(DSSCs)由于其原料成本低廉、染料结构调控简易、制作工艺简单、色彩易调节等独特的优点,被认为是最有发展前景之一的太阳能电池。光敏染料在DSSCs中扮演着核心作用,它起到吸收太阳光和注入电子的作用,它的好坏直接决定了电池的优劣性。本论文设计合成了一系列基于卟啉的D-A-π-A结构染料,并将它们成功地应用于染料敏化太阳电池中。本文还设计了基于DPP的有机小分子并把它们作为空穴传输材料应用到钙钛矿太阳电池中。本论文旨在通过对染料光物理、电化学和光伏性能的系统研究来理解染料结构与性能之间的关系。具体的研究工作主要分为以下几个方面:课题的第二章中,设计并合成了两个新型的卟啉染料分子,分别以苯并三氮唑或吡啶三氮唑作为额外的受体。这两个额外的受体是首次引入卟啉染料中。研究了这两个染料分子的光物理和电化学性质,当他们吸附在二氧化钛光阳极时,能够把可见光吸收,说明他们是光伏性能良好的染料分子。含额外受体吡啶三氮唑的分子DHC-2的吸收强度要比含额外受体苯并三氮唑的分子DHC-1的吸收强。最终,染料分子DHC-2取得了6.65%的光电转换效率,在CDCA的作用下,染料分子DHC-1取得了6.17%的光电转换效率。在第三章中,我们设计并合成了三个基于DPP的有机小分子并把它们作为空穴传输材料应用到钙钛矿太阳电池中。我们探到了不同的电子给体和π桥对光伏性能的影响。空穴分子TPADPP-1,TPADPP-2,PTZDPP-2的光电转换效率分别是5.10%,9.85%和8.16%。相比于TPADPP-2,PTZDPP-2的开路电压要高一些,这是因为吩噻嗪的供电子能力要比三苯胺强,导致PTZDPP-2的HOMO能级更深一些。我们同样可以发现以噻吩为π桥的分子的光伏性能要比以苯环为π桥的光伏性能好。