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染料敏化太阳能电池(简称DSSC)是一种新型的太阳能电池。DSSC主要由三部分组成，分别是TiO2多孔薄膜电极、染料和电解质。
TiO2多孔薄膜电极是DSSC的工作电极，同时在整个电池中起着吸附染料分子、传输电子、为电池中的电化学反应提供场所等作用。因此TiO2多孔薄膜电极的好坏直接影响到DSSC的性能。传统的制备TiO2多孔薄膜电极的方法，如逐层沉积法、刮涂法等，存在程序繁琐复杂、耗时耗能、重复性不好等缺点。本论文通过筛选薄膜制备方法，选用了丝网印刷技术来沉积TiO2多孔薄膜电极。这种方法具有设备简单、操作方便、效率高、效果好等优点。通过优化TiO2浆料配方和薄膜制备工艺等工作制备了性能优良的TiO2多孔薄膜电极，并通过电子显微镜、比表面测试、光电性能测试等方法表征了这些电极。在此基础上，用TiCl4和MgO对TiO2电极进行了表面修饰，实验证明，这些表面修饰可以进一步提高DSSC的光电性能。这些工作为进一步研究DSSC打下了坚实的基础。
DSSC中的电解质主要起着再生染料和传输电荷的作用。目前常用的液体电解质存在容易挥发泄漏、不易封装、溶剂有毒、价格昂贵等缺点。本论文针对以上问题从两方面着手来解决：一是制备不挥发、方便封装的固体电解质；二是制备环境友好、方便制备且原料便宜的新型电解质。
本论文制备了固体电解质LiI(CH3OH)4，并将其应用于DSSC，取得了1％的光电转化效率。用纳米SiO2颗粒作为这种固体电解质的晶体生长抑制剂和绝缘隔膜、用离子液体作为添加剂形成复合固体电解质，可以在很大程度上提高电池的性能，并讨论了电池性能提高的机理。另外，把CuI和LiI的几种配合物固体电解质作为添加剂加入离子液体，也可以提高电池的性能。
针对传统电解质中溶剂有毒的缺点，本论文制备了两种新型的环境友好电解质。LiI与乙醇形成的电解质LiI(C2H5OH)4在室温下呈液体状态，具有类似于离子液体的性质，将其应用于DSSC取得了4.9％的转化效率。在此基础上，通过优化LiI与乙醇的比例，进一步提高了这种环境友好电解质的性能。在优化的电解质中加入纳米SiO2颗粒形成凝胶电解质，大大地缓解了电解质的挥发，且这种凝胶电解质的光电性能与液体电解质接近。LiI-乙醇系列电解质中不包括有毒的有机溶剂，具有环境友好的特点。
本论文通过铝粉和碘在乙醇中的原位反应制备了碘化铝电解质。这种电解质不仅具有环境友好的特点，还克服了传统电解质价格昂贵、对水分敏感的缺点。通过各种表征方法研究了碘化铝在乙醇中的存在状态，证明碘化铝在乙醇中可以发生离解反应。将其作为DSSC的电解质，取得了5.9％的光电转化效率。这种电解质综合了环境友好、性能优良、价格便宜、制备方便等优点，值得进一步研究探索。
在以上工作的基础上，本论文还在大面积电池的组装与测试上做了一些工作。