镉基半导体如CdS，CdSe，CdTe等，属于典型的II-VI族半导体材料，已被证明具有良好的光学和电学特性，在现今多个热门领域、尤其是光电转换器件领域，体现出重要的应用价值，其中，纳米级镉基半导体的合成与应用，更是成为近年来科学界持续关注的热点。但目前此领域的相关研究普遍面临结构设计单一、合成方法有限或性能提升缓慢的瓶颈，而如何能将材料合成与材料应用的研究有效结合，根据应用需要去选择材料、设计结构，正是突破这一瓶颈，取得突破性进展的根本途径。本文针对镉基半导体光电转换应用的具体需要，结合器件的结构设计，材料的合成方法，以及实际应用性能进行了初步探索与研究。主要研究成果如下：1.利用聚苯乙烯微球（PS微球）为模板，同CdS量子点以真空自组装的工艺得到孔径和阳极厚度可控的三维多孔密堆CdS结构（反蛋白石结构），并应用为量子点太阳能电池阳极。通过对比实验确定了CdS阳极的最佳厚度、最佳退火温度等参数；通过后续电沉积CdS纳米晶改善量子点间接触，提升了阳极骨架的导电性，并具体研究了沉积不同时间CdS并共退火后的阳极材料在壁厚、晶粒尺寸、载流子传输能力等方面的差别，最高获得2%的光电转换效率；通过电沉积CdSe构建内建电场增强载流子分离，最终获得2.47%的光电转换效率。2.利用空气辅助的CVD方法在多种基底上实现Cd纳米片层阵列的制备，通过“put-in heating”的新型加热工艺及碱液预处理的方法，克服了低熔点Cd模板高温下易熔化和氧化的缺点，实现Cd纳米片层的气相碲化，成功制备纯净分立的CdTe纳米片层阵列，并应用为光响应器件，得到880%的明暗光电流提升。后续对比讨论了“put-in heating”与传统正常升温工艺的区别及影响，并说明片层阵列对比薄膜结构，在光响应方面的优势所在。3.利用单晶ZnO/薄膜CdS的纳米线结构作为反应基底，通过电沉积的工艺在其外制备CdSe敏化薄膜，首要研究了沉积电位对沉积产物物相、粒径、包覆率的综合影响，并同时优化沉积过程中的其他关键参数，如反应源Cd2+/Se2-比、反应时间等，从而定量确定电沉积CdSe工艺参数最优值及内在影响，最终将该结构电池的光电转换效率提高到2.09%。