光电化学电池将太阳能转化成电能和化学能(如氢能)，能有效地解决能源和环境污染问题，显示了可持续发展的前景。本文研究了可将太阳能转换成电能的液结太阳能电池和可将太阳能转换成化学能的光电解电池。纳米TiO<,2>薄膜电极作为上述电池的光阳极，通过优化获得了较高光电压和光电流的太阳能电池，并且利用太阳能电池得到的电能，作为光电解池的偏压，光解水制得氢气；另外还设计了新型的离子隔膜双室光电解池，无需偏压即可制得氢气。 目前Gratzel型电池的研究在太阳能电池研究当中非常活跃。本文以溶胶凝胶+粉末法制得纳米TiO<,2>薄膜光电极，它解决了溶胶-凝胶法存在成本高、制作时间长的问题以及粉末涂覆法粒径较大，不易分散的问题。XRD表明制得的TiO<,2>薄膜电极金红石成分有所增加，粒径有所增大，但是影响不是很大。SEM显示薄膜表面较均匀、平整，粒子团聚现象较少，纳米粒子之间的连接较好，球形颗粒间孔隙较多。 以热分解法在导电玻璃上沉积铂制得铂对电极，沉积铂一次，烧结一次(烧结温度为500℃，烧结时间为30min)。另外，试验了天然色素洛神葵作为敏化染料。测试表明：铂对电极做成的太阳能电池电压电流值明显高于导电玻璃作对电极。即使铂对电极电阻增加很多。以洛神葵染色后的太阳能电池比其它如铜酞菁、罗丹明染色后的效果好。在上述制备工艺下，得到优化的太阳能电池(面积100mmx200mm)光电压为0.385V，光电流为1.69mA。 光电解池电解水比传统方式电解水能耗小得多，因为光效应会施给半导体/液体结一个电压，在远小于1.23V外电压就可分解水。有些光阳极，如SrTiO<,3>甚至无需外压就可直接分解水，只是其效率较低。本文以上述优化得到的太阳能电池作为偏压，与TiOz光阳极(面积为100mmx65mm)单室光电解池结合，可以分解水制得氢气，产氢量为0.12 ml-h<-1>。而直接加0.6V电源，产氢量为0.10ml-h<-1>。因此将Gr／itzel型太阳能电池和光电解池结合能解决光电解池分解水的偏压问题，而且产氢率较高。采用双隔室光电解池有可能实现无偏压直接光电解水制氢。即利用电极在不同电解液pH下，电极电位不同，在双隔室光电解池一边盛酸(为酸室)，一边盛碱(为碱室)，阴极和阳极分别处于酸室和碱室，从而提高了阴阳极之间电位差，达到分解水电压。本文选用全氟羧酸磺酸复合膜作为隔膜，大大减缓了酸碱室的酸碱中和，保证了足够的pH差，而且离子导通电阻较小。将光阳极纳米TiO<,2>放入碱室，阴极Pt放入酸室，无偏压下产氢0.167 ml·h<-1>。