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太阳能开发利用是解决能源问题的有效手段。其中，染料敏化太阳能电池(DSSC)具有制作工艺简单、光电转换效率较高、成本较为低廉等优点，引起了广泛关注。作为光合作用中心的核心组分，卟啉具有很高的摩尔吸收系数和易于系统修饰的结构，在光能捕获和能量转换方面有独特的优势。本论文以卟啉大环为核心，从电子给体(D)、电子受体(A)、π共轭体系尺寸及烷氧取代基等方面着手，设计、合成D-π-A型卟啉敏化染料，并结合共敏化作用发展高效染料敏化太阳能电池，最高光电转换效率达10.45％。本文还系统探讨了卟啉分子结构与电池效率的关系，为进一步发展高效DSSC提供理论指导。 第一章系统介绍了染料敏化太阳能电池的结构、工作原理、研究进展及本文研究思路。 第二章设计合成了两个以咔唑为给体的卟啉染料Q1和Q2，相对于Q2，染料Q1的给体和卟啉环之间引入了额外的炔键，有效弥补了卟啉染料在近红外区的吸收缺陷，但是分子刚性增强，溶解度降低，在膜上的聚集作用加剧，电荷复合也相应增加。与之相反，Q2在近红外区的光捕获能力较弱，但是其扭曲的结构有效抑制了膜上的聚集作用。在标准AM1.5太阳光下，基于Q2的电池表现出较高的光电转换效率，达到5.51％。 第三章引入更强的电子给体二苯胺噻吩，以芳香基团连接的氰基乙酸或4-乙炔基苯甲酸为受体，在两个meso-苯基的四个邻位引入十二烷氧基链包裹卟啉环，以抑制聚集作用，由此合成了YQ1-YQ4。其中，以氰基乙酸为受体的YQ2-YQ4都表现出较低的光电转换效率，可归结于这些染料吸附于膜上的倾斜角度较大，为电荷复合提供了空间。最终，以4-乙炔基苯甲酸作为电子受体的YQ1效率最高，达到6.01％，也明显高于Q1和Q2。但是这类染料稳定性均较差。 第四章在上述研究基础上，设计、合成了卟啉染料XW1-XW4，在包裹型卟啉环上引入咔唑和4-乙炔基苯甲酸作为电子给体和受体。其中，XW4给体端与炔基相连的苯基上创新性地引入了两个己氧基链，有效抑制了聚集效应，其电池效率达到了7.94％。此外，还合成了一个吸收峰在500 nm左右，并具有较大开路电压的纯有机共敏化剂，有效弥补了卟啉在500 nm的吸收缺陷。最终，通过卟啉分子结构优化和共敏化相结合的综合策略，可同时提高短路电流和开路电压，实现了高达10.45％的光电转换效率。 第五章在XW4基础上，合成了三个以三苯胺为电子给体的卟啉染料XW5-XW7。三苯胺给电子能力比咔唑强，这些染料有望具有更强的吸收和更高的电池效率。 第六章总结全文工作，并展望卟啉染料敏化太阳能电池的研究前景和发展方向。