我国大部分地区正承受史无前例的雾霾灾难，发展可再生能源被认为是战胜这场灾难的有效途径之一。染料敏化太阳能电池(dye sensitized solar cells，简称DSSC)具有成本低、寿命长等优点，是一种有广泛应用前景的可再生能源。光阳极是组成DSSC的重要部件，起到吸附染料和传输电子的双重作用。由阳极氧化法制备的二氧化钛（TiO2）纳米管阵列具有高度有序的定向结构，可将电子的传输限制在一维方向，从而可以降低光生电子与空穴的复合几率，是一种理想的DSSC用光阳极材料。由于传统纳米管的比表面积较低，吸附染料的能力偏低，因此，目前以TiO2纳米管作为光阳极组成的DSSC的光电转换效率仍然较低。为了提高纳米管吸附染料和抑制电子-空穴复合的能力，本文基于阳极氧化法合成的TiO2纳米管阵列，采用液相沉积技术组装TiO2/TNT纳米胶囊阵列、化学浴沉积技术组装ZnO/TNT纳米胶囊阵列，以增加光阳极比表面积、加快电子的传输和抑制电子-空穴的复合为突破口，对纳米管的结构进行改进和优化，研究纳米管基复合结构的不同对DSSC光电转换效率的影响，并探讨了其影响机制。主要研究成果如下:　　采用电化学阳极氧化法，以钛片为基底成功制备了管长适宜，管径均匀的TiO2纳米管阵列，之后通过液相沉积法使纳米TiO2颗粒与TiO2纳米管阵列复合，制备了TiO2/TNT胶囊阵列结构。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料的结构晶型及表面形貌进行表征，通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、漫反射光谱(DRS）对光阳极的光吸收、光散射能力进行表征，通过电化学阻抗谱(EIS)对材料的电子传输能力进行表征，通过光电流-光电压(I-V)测试系统进行光电性能的测试。研究发现，所制备的TiO2纳米颗粒生长在TiO2纳米管内外壁，很大程度上增加了薄膜的比表面积和表面能，并且保持了原来的纳米管阵列结构，为电子传输提供连续通道，能大幅度提高DSSC的光电性能。　　采用电化学阳极氧化法，以钛片为基底成功制备了管长适宜，管径均匀的TiO2纳米管阵列，之后通过化学浴沉积法使纳米级氧化锌(ZnO)颗粒与TiO2纳米管阵列复合，制备了ZnO/TNT胶囊阵列结构。通过XRD、SEM和TEM对材料的结构晶型及表面形貌进行表征，通过EIS对材料的电子传输能力进行表征，通过I-V测试系统进行光电性能的测试。研究发现，所制备的ZnO纳米颗粒生长在TiO2纳米管内外壁，ZnO颗粒在纳米管表面的存在可以作为阻挡层，抑制进入二氧化钛导带的电子与电解液中I3-的复合;ZnO与TiO2两者之间的能量偏差促使光生电子从ZnO导带向TiO2导带传输，而空穴由TiO2价带向ZnO价带传输，有助于电子与空穴的分离，最终提高了DSSC的光电性能。　　采用液相沉积法进行TiO2纳米颗粒在ZnO/TNT胶囊阵列复合结构表面的修饰，得到TiO2-ZnO/TNT胶囊阵列复合结构。通过XRD、SEM对材料的结构晶型及表面形貌进行表征，通过EIS对材料的电子传输能力进行表征，通过I-V测试系统进行光电性能的测试。研究发现，TiO2纳米颗粒的修饰提高了样品表面的亲水性，提高了表面能，增加了染料吸附位;其次，表面TiO2的存在对ZnO/TNT胶囊阵列光阳极起到了有效的保护作用，避免了ZnO与染料的直接接触，有利于染料吸附量的增加;再次，表面TiO2电子密度的增加，在TiO2与ZnO之间形成了一个能垒，提高了TiO2半导体薄膜的费米能级，最终导致开路电压Voc的升高，光电转化效率也随之提高。