1991年,瑞士洛桑联邦理工大学Gratzel研究小组发明了染料敏化太阳能电池(DSSC),它改变以往的太阳能电池结构复杂、质量笨拙、价格昂贵,不易广泛使用的缺点而很快受到世界各国研究者的广泛关注。纳米半导体TiO2光阳极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分,它的形貌和性能直接影响太阳能电池表现出来的光电转换效率,因此如何通过改变纳米半导体TiO2光阳极的微观形貌来提高染料敏化太阳能电池的光电转换效率是目前研究的重点。近年来,空心结构TiO2更是由于具有较大的比表面积,特殊的孔结构以及独特的光学活性而受到人们越来越多的重视。本文主要围绕空心结构TiO2光催化材料的合成、表征和性能等方面的研究开展了如下工作：(1)通过葡萄糖水热法制备了不同大小(200-500nm),分散良好的模板碳球,研究了葡萄糖水热时间,浓度、酸度和温度对胶质碳球大小和分散性的影响：以碳球为模板,钛酸四丁酯(TBT)为前驱体,通过模板法制备了大小不同(200-500nm)的TiO2实心微球,通过高温煅烧除去模板得到空心球结构,并讨论了不同条件对TiO2空心球形貌的影响因数。(2)以葡萄糖、硼酸和氟钛酸铵为原料,采用一步水热合成法在葡萄糖聚合形成的胶质碳球表面原位生成了TiO2实心微球,再经高温焙烧脱除碳球模板,制得TiO2空心微球。相比传统的三步模板法,制作工艺更简单,形貌更完整。(3)将TiO2空心球应用于染料敏化太阳电池(DSSC)领域作为光散射层用于提高光阳极对光的散射。这种新颖的P25/HS TiO2双层复合膜电极,相比传统的单纯的P25纳米晶电极(Jsc=13.5mAcm-2,Voc=0.653V FF=0.53,η=4.95%)或HS纳米晶电极(Jsc=6.32mAcm-2,Voc=0.694V,FF=0.44,η=2.03%)可以得到更高的光电转化效率(Jsc=15.79mAcm-2,Voc=0.653V,FF=0.55,η=6.66%)。