随着世界经济的发展与人口的急剧增长，能源短缺与环境污染日益成为人类亟待解决的重大问题。太阳能电池的发展对缓解这些问题有着重要的意义。以染料敏化太阳能电池(DSSC)为代表的光电化学薄膜太阳能电池，因其众多优点而受到高度重视。光照射到DSSC上时，染料受光激发，将电子注入到半导体导带内。电解质中的氧化还原对将染料还原为基态。电解质在对电极处得电子再生。这样就完成了一个光电化学循环。　　 光阳极是DSSC的核心部件之一。目前，性能最好的光阳极材料是多孔TiO2颗粒。但TiO2颗粒中具有很多缺陷和晶界，电荷在其中容易复合，寿命较短。针对此问题，本论文设计并制备了不同形貌的TiO2薄膜。首先，成功制备了多种一维TiO2纳米结构并研究了其光伏性能，发现具有合适厚度的纳米棒阵列性能最好。TiCl4处理后，此阵列对应的DSSC的光电转化效率为6.0％。为进一步提高染料的吸附量，生长了一维纳米带阵列-三维微米花TiO2纳/微多级结构。样品中同时存在两种结构，下部的一维有序纳米带阵列可以为光电子直接提供传输路径，上部的三维微米花由纳米带构成，提高了电极捕获光电子的能力。通过时间控制试验研究了这种多级结构的形成机理，提出了“成核-溶解-再结晶”生长机制。与P25（商用的TiO2颗粒）相比，这种多级结构可将DSSC的效率提高35％，达到5.53％。　　 更进一步的，在没有任何模板或添加剂的条件下，用化学法成功生长出纳米森林多级结构。结晶性好的纳米棒和纳米枝能够为载流子提供直接传输通道，纳米枝还可以增加电极的表面积，从而增大染料的吸附量，增强电极的光捕获能力。所以，这种电极同时具有高传输速率和高比表面积的优势。结合两种不同的制备方法，纳米森林DSSC的效率分别5.45％和3.06％，比对应的纳米棒阵列DSSC高25.58％和61.90％。不使用任何粘结剂，仅利用物理作用也可以将TiO2纳米薄膜与FTO结合起来，得到的电池电子寿命较长并且有潜力制备成柔性太阳能电池。　　 近年来，基于聚合物基体的柔性DSSC因其质轻、价廉、可弯曲等优点而成为研究的热点。但聚合物基体只能承受150℃以下的温度，所以光阳极的低温制备成为发展柔性DSSC的关键步骤。电泳沉积(EPD)法为此提供了可能。为了制备出高性能的低温DSSC，我们合成了TiO2纳米棒/纳米颗粒结构（记为NRP）来作为电池的光阳极材料。NRP的表面电荷很高，适用于EPD制备薄膜。与P25基DSSC相比，采用NRP的DSSC具有更高的光散射性能和更低的载流子复合几率。另外，保持同样的沉积总时间，多步沉积值得电池的效率约是一步沉积电池的2.2倍。在没有任何煅烧或加压处理的条件下，制备出的低温DSSC的效率最高可达4.35％。　　 在有光伏应用潜力的的无机半导体材料中，Cu2O来源广泛、价格低廉、可以吸收可见光，受到人们的广泛关注。但Cu2O基薄膜太阳能电池大都为异质结电池，其效率还比较低，而半导体-液结光电化学太阳能电池能够改善载流子收集问题，有可能发展为高效率的电池。本工作采用简单的电化学沉积法，在低温下制备了Cu/Cu2O复合薄膜，采用液态电解质，组装成了Cu/Cu2O-液结光电化学太阳能电池。电解液的pH值对薄膜的形貌和成分都有很大影响，从而影响电池的性能。在最优的工艺条件下，所得电池的效率可达3.13％。据我们所知，这是目前电泳沉积法制备出的Cu2O基薄膜太阳能电池所能达到的最高效率。此外，这种电池非常适宜于制备成柔性太阳能电池，其效率为1.44％。