染料敏化太阳电池以其低成本和相对较高的能量转化效率，在近二十年来成为光伏电池研究的热点之一，很可能成为新一代的民用太阳电池。对于该类型太阳电池，电极是其中的关键之一。研究人员主要发展了两种材料-二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒，用于组成多孔的薄膜工作电极。其中，使用二氧化钛作为工作电极的样品，取得了超过了11％的最高能量转化效率。对于对电极，通常使用铂或者碳作为原料，这两种物质都能催化电解液中的氧化还原反应。本文主要介绍了染料敏化太阳电池电极(包括工作电极和对电极)的制备工艺及性能优化，并探索了电极的成分、微结构优化对能量转化效率的影响。　　 1.探索并优化了制备染料敏化太阳电池的工艺，包括原材料的选择(衬底，药品)，二氧化钛纳米颗粒的原始水热合成(粒径控制从10纳米至100纳米；晶相控制从纯锐钛矿相到纯金红石相)，二氧化钛浆料(醇体系，水体系)的制备和在衬底上的涂布，优化的烧结方式和四氯化钛浸泡处理过程。实现了在相同的技术步骤下，相同批次、不同批次的器件，能量转化效率稳定在测试误差可接受的范围内，并且达到了比较高的能量转化效率-使用商品纳米二氧化钛P25制备的工作电极，其能量转化效率稳定超过6％　　 2.使用多种方法制备了铂对电极和碳对电极。对比实验表明，由溅射方法制备的铂镜，对电解液的催化能力最强。对碳对电极的改进发现，碳载铂对电极的效率已经接近了溅射而成的铂镜，超过了单独使用商用高比表面纳米碳粉XC-72制备的对电极。同时，使用碳载钯作为对电极，开路电压会略有上升，这一现象还在进一步研究当中。　　 3.对染料敏化太阳电池工作电极的微结构进行了优化，增强工作电极的光散射作用。工作之一是使用PS球作为单层散射层，结果表明，加入PS球作为散射层的样品，其短路电流较没有该散射层的有所增大。另外，制备了孔隙率渐变的多层膜结构，孔隙率的改变导致了光在膜层内部散射能力的变化。这样，光在每一层中的散射都被考虑到了，从直接接触导电玻璃的内层膜到接触电解液的外层膜，光在其中的散射能力逐渐增大。I-V曲线显示短路电流较单一孔隙率的多层膜样品有显著增大，这说明工作电极使用多层膜，逐渐增强光散射，能够提高入射光的利用率，产生了更多的光生电子，从而提高了能量的转化。该研究成果已经发表在2009年Applied Physics Letters刊物上。