围绕当前可持续能源的日益递增，针对传统染料敏化太阳能电池存在的光敏基团无序、成键弱与比例低的问题，本项目围绕光敏金属有机框架材料（Metal-Organic Frameworks，简称为MOFs）薄膜在光电转换的应用展开。迄今为止，无法实现具有光电转换性能的MOFs主要受限于三个原因，分别是具有半导体特性的MOFs为数不多且禁带宽度无法调控；MOFs的电子传导能力较弱和不具备普适的MOFs镀膜手段。针对这些问题，本项目从高稳定性的光敏MOFs晶态材料的设计合成、建立普适的晶态MOFs镀膜方法和提升MOFs的离子传导性能三个方面着手，为构建MOFs基光电转化器件提供了良好的平台。首先，本项目研制了一系列具有优异光电性能且化学/光热稳定性出色的光敏MOFs晶态材料，并通过密度泛函理论计算和变温光物理表征手段确认其可调控的半导体禁带宽度和激子束缚能。 其次，本项目通过交错堆积致密二氧化钛薄膜和自组装多羧酸单分子膜，建立了一种在透明导电玻璃基底上普适的MOFs镀膜方法，成功拓展到四类具有不同金属中心且不同拓扑结构的羧酸基MOF材料。最后，利用MOFs中金属-羧酸配位键的动态特性实现了MOFs的剥层化学和一类单原子厚度的MOFs纳米片，大幅提升了MOFs的导电性；并以有机磺酸取代传统羧酸配体构建具有金属-配体缺失连接的三维多孔MOFs，提升了MOFs的质子传导能力。这些研究工作集MOFs晶态材料的合成、修饰与组装于一体，为拓展MOFs材料在光电领域的新应用提供了系统的实验研究和理论依据。