入射单色光子-电子转换效率(IPCE)是太阳电池光电性能表征的基本手段之一。独立自主地建立了一套太阳电池IPCE测量系统,发展了两种IPCE测量方法：交流法和直流法,适用于多种类型太阳电池IPCE的测量。该IPCE测量系统具有高功率、高精度、高稳定性的特点。采用1000W功率的氙灯光源耦合三光栅扫描单色仪提供入射单色光。对于交流法,采用锁相技术来测量电池的短路光电流；对于直流法,采用高精度数字源表来测量电池的短路光电流。采用单色光功率计来测量入射单色光功率。对太阳电池IPCE测量系统的测量原理、测量步骤及特性都进行了较为详细的论述。通过太阳电池IPCE测量实例,考察了该套IPCE测量系统的测量准确性和重复性。另外,举例说明了该套太阳电池IPCE测量系统在新型太阳电池开发方面的应用。染料敏化太阳电池(DSSCs)是一种多子传输型光伏器件,其内部驱动力是光生载流子的浓度梯度(即电子的化学势梯度),工作原理与传统无机p-n结太阳电池有本质的区别。那么,在IPCE的测量中,染料敏化太阳电池也必然会表现出与传统无机p-n结太阳电池不一样的特性。在利用自建的太阳电池IPCE测量系统对染料敏化太阳电池测量的过程中,发现了斩波频率效应,包括两个方面：随着斩波频率的增加,‘电池IPCE曲线的值下降明显；二、电池IPCE曲线不同的波段随着斩波频率的增加下降的程度不同,可见光波段的值下降得比紫外波段快。通过对短路光电流波形、光电极消光曲线和电化学阻抗谱(EIS)的测量,详细讨论了暗态下染料敏化太阳电池IPCE测量中的斩波频率效应。从电子传输和消光曲线两个方面,研究了斩波频率效应的微观机制。对于染料敏化太阳电池,电子陷阱态和光学穿透深度会显著地影响IPCE交流测量方法；而IPCE直流测量方法是一种稳态的测量,避免了这些因素的影响。对直流法测得的染料敏化太阳电池IPCE曲线,再利用AM1.5 Global太阳光谱数据计算可得短路光电流密度,其和I-V特性曲线测量中得到的短路光电流密度是匹配的。由此,得到一个结论：直流测量方法比交流测量方法更适合染料敏化太阳电池的IPCE测量。制备了一批染料敏化太阳电池,使用钌系染料N719敏化,对其进行了1080小时的热稳定性实验,侧重于对电池长期热稳定性的衰减机理的系统探索和理解。为了更深入地发掘染料敏化太阳电池性能衰减的机理,选择了两种不同的实验温度条件：一种温度条件是25。C(即室温条件)；另一种是从-20。C到250C的温度循环条件。经过1080小时的长期稳定性实验后,处于这两种温度条件下的染料敏化太阳电池的光电转换效率约为初始时的80%。研究发现电池效率的下降主要是由短路光电流密度的下降引起的,而开路电压和填充因子随着老化时间的延长反而有所增长；温度循环条件下,电池短路光电流密度的下降率比250c条件下的电池低。从物理的角度,分析了电池短路光电流密度下降的原因。系统地讨论了染料敏化太阳电池几种可能的衰减机理,包括染料的稳定性、光电极薄膜的老化、电解质成份的改变和对电极性能的衰减。需要特别指出的是,利用紫外可见吸收谱和共振拉曼散射谱研究了吸附于纳米介孔Ti02电极薄膜表面的N719染料的长期稳定性,而这样的电极薄膜是被电解液渗透的。应用密度泛函理论计算阐释N719染料的退化,染料的退化导致了光电极光捕获效率的降低,进而导致了电池短路光电流密度的下降,而且高温会加速这一退化过程。另外,利用电化学阻抗谱分析了染料敏化太阳电池内部界面处的电子传输／转移的变化情况,这种变化归因于光电极薄膜的老化、电解质成份的改变和对电极性能的衰减。电化学阻抗谱分析的结果表明：随着老化时间的延长,光电极电子收集效率的变化不大。N719染料长期稳定性的下降是染料敏化太阳电池性能衰减的主要原因。