太阳能的利用是一个永恒的课题。染料敏化纳米晶光电化学电池以其低成本和高效率而成为硅太阳能电池的有力竞争者。本论文在成功构筑了染料敏化TiO₂ 光电化学电池后,重点研究了复合氧化物纳米晶电极对光电化学池中光生电子与空穴复合的抑制,从而为制备高效率的太阳能电池提供一定的实验和理论基础。主要内容包括: 采用Doctor-blade 方法制备了纳米TiO₂多孔膜电极,以汞溴红作为敏化剂对其进行光敏化。详细研究了敏化电极在不同外加电位和不同方向入射光照射下的瞬态光电流性质和伏安性质。并结合吸收光谱,电化学,光电化学以及电荷转移理论,讨论了染料敏化TiO₂ 纳米晶电极光电流产生的机理。这些工作为光电化学电池原型器件的组装奠定实验基础。以明星染料-联吡啶钌（II）为敏化剂,组装了染料敏化TiO₂纳米晶光电化学电池原型器件。并对其工作性能进行了测试。原型器件的光电转换效率为5.0%。同时,运用表面光电压谱和场诱导表面光电压谱对电极制备过程中加入的表面活性剂所产生的杂质能级对光生电荷传输性能的影响进行了研究。采用TiO₂和SnO₂的混合体系来制备TiO₂/SnO₂复合电极,对其光电性质进行了研究。当TiO2和SnO2的重量百分比为1:1时,复合电极的IPCE值达到最佳。我们对复合电极中光生电子转移的机理以及复合电极的能带结构进行了讨论。制备了SnO₂/TiO₂复合纳米晶电极光电化学池原型器件,对其光电性质及光生电子传输机理进行了研究。在SnO₂/TiO₂复合电极的表面沉积一层超薄的Al₂O₃层可以进一步抑制光生电子与空穴的复合,从而将光电化学池的转换效率提高约37%。构筑了汞溴红敏化的ZnO 光电化学电池,在522 nm 单色光下,其入射光子到电子的转换效率为41.9%。采用SnO2和ZnO 的纳米复合物制备复合纳米晶电极来抑制电池中光生电荷的复合。并对电极的结构以及光生电子在SnO₂/ZnO 复合纳米晶电极中的传输过程进行了讨论。