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本文主要制备了两种掺杂Ti02纳米粒子的聚合物凝胶电解质(TiO2Hybrid Polymer Gel Electrolyte, TiO2-PGE),深入研究了基于γ-丁内酯(GBL)与3-甲氧基丙腈(MPN)体系的TiO2-PGE及其在染料敏化太阳能电池(DSSC)中的应用。具体工作内容如下：GBL体系TiO2-PGE:制备了聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸)/聚乙二醇/二氧化钛P(MMA-BA-MAA)/PEG/TiO2掺杂体系,将其制备成为基于γ-丁内酯/碘化钠/碘/吡啶的聚合物凝胶电解质。组装DSSC进行光电性能测试,光伏转化效率η=5.11%,高于相应液体电解质(η=5.06%)和P(MMA-BA-MAA)/PEG凝胶电解质(η=4.93%)的光伏转化效率。首次尝试用核磁方法研究用于DSSC的PGE,对P(MMA-BA-MAA)/PEG电解质进行了1H NMR和13C NMR研究。初步探讨了NaI与I2的加入对PGE核磁峰位的影响,峰位变化表明碘盐的加入破坏了PGE原有的氢键作用。该变化有利于I-在凝胶中与Na+形成疏松的离子对,从而促进I-与I2形成氧化/还原电对,提高DSSC中电子的传输。MPN体系TiO2-PGE:研究了3-甲氧基丙腈/碘化锂/碘/1-丁基-3-甲基咪唑碘/4-叔丁基吡啶液体电解质体系,并针对此体系制备了聚(甲基丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯)P(MMA-VAC)聚合物。采用后期掺杂的方法在凝胶电解质中掺杂TiO2,制备了P(MMA-VAC)/TiO2聚合物凝胶电解质,组装DSSC测得光伏转化效率η=6.38%,高于相应液体电解质光伏转化效率(η=6.19%)。对比了两种TiO2-PGE与传统PGE的性能差异,通过交流阻抗(EIS)、外量子效率(IPCE)、扫描隧道显微镜(SEM)、伏安测试(I-V)等多种方法联用,推断PGE中掺杂TiO2的优点有：提高入射光利用率、抑制暗反应和增强离子传输。探讨了两种吡啶类添加剂在两TiO2-PGE体系中应用的效果及机理。发现吡啶(PY)由于自身空间位阻小,能更有效的进行排列,因此在P(MMA-BA-MAA)/PEG/TiO2体系中对光伏转化效率提高更多；而4-叔丁基吡啶(TBP)分子尺寸较大,其分子运动和重排受到聚合物骨架的限制,不能充分发挥作用,故而P(MMA-BA-MAA)/PEG/TiO2体系选用PY作为添加剂效果更好。在P(MMA-VAC)/TiO2中,由于聚合物骨架结构孔径较大,添加剂的排列不受影响,TBP能更有效的发挥作用,因此P(MMA-VAC)/TiO2体系中TBP效果优于PY。跟踪测试了两种TiO2-PGE组装的DSSC的长效性,发现在室温下存放700h后,其光伏转化效率均能保持初始值的90%以上,明显优于相应的液体电解质DSSC。首次提取多浆植物叶片中的色素用于DSSC,测得光伏转化效率η=0.91%,探索了多浆植物色素用于DSSC染料的可行性,寻找稀有金属染料潜在的替代品。制备了一种三层结构的TiO2纳米晶光阳极,引入Ti02混合层从而提高入射光的利用率,作为工作电极组装的DSSC光伏转化效率比同规格传统双层结构电极提高了6%。以上各体系聚合物分别用NMR、IR、GPC和TGA对聚合物结构性能进行了表征。