相对于二元氧化物而言,多元氧化物半导体材料种类更加丰富,组成成份更为多样化,物理化学性质更易于调控,是一种多功能的复合物材料,具有潜在的应用前景,引起人们的广泛关注。因此,本学位论文旨在设计合成纳米结构多元氧化物及其在新能源器件中应用的研究。研究内容主要包括:纳米结构Zn2SnO4基染料敏化太阳能电池、ZnSn(OH)6基锂离子电池中负极材料的电化学性能。本论文的主要研究结果归纳如下:(1)采用Zn2SnO4作为染料敏化太阳能电池的光阳极材料,并基于化学浴沉积法对Zn2SnO4光阳极薄膜进行表面处理。同时,以N719和D131为共敏化剂组装太阳能电池,其光电性能转换效率达到3.45%。研究结果表明,表面处理的电池效率比未处理的提高了约13.5%。该表面处理法虽然使Zn2SnO4光阳极上的染料(N719+D131)吸附量有所轻微的下降,但是大幅地降低了电子复合速率、显著地延长了电子寿命,导致其光电性能的改善。同时,经表面处理后,Zn2SnO4导带位的稍微下降,为光生电子的注入增加了驱动力,也对电池Jsc和η的提高产生一定的贡献。(2)采用简单的水热还原法,成功地合成出ZnSn(OH)6/石墨烯复合物。SEM及TEM测试表明,在该复合物中,尺寸大约在40-80nm之间的ZnSn(OH)6纳米立方块均匀地被石墨烯薄层所覆盖。进一步,以ZnSn(OH)6/石墨烯复合物为负极材料组装锂离子电池,发现其具有优良的电化学性能。例如,在500 mAg-1的电流密度下循环40圈之后,可逆比容量还能保持在540 mAhg-1。即使在大电流2 A g-1下循环,容量仍然能保持在469.4 mA h g-1,明显优于之前报道过的石墨烯包覆Zn2SnO4的电化学性能。研究结果说明,与Zn2SnO4相比,ZnSn(OH)6表面存在的OH基团使其能与石墨烯的结合变得更加紧密,从而更有效地改善了材料的电化学性能。