随着世界能源需求日益增长以及环境问题日趋严峻，发展无污染的清洁能源有着紧迫的现实意义。以染料敏化太阳能电池(DSSCs)与钙钛矿电池(PSCs)为代表的新型薄膜太阳能电池因能高效利用太阳能这一取之不尽用之不竭的能源而有着广阔的发展前景。此类电池在受到光照时，敏化材料活性层受光激发产生载流子，将电子注入半导体电子传输层，将空穴注入空穴传输层中产生光电流。　　光阳极是DSSCs的重要组成部分，起到传递电子的作用，通常由TiO2纳米颗粒构成。但TiO2纳米颗粒存在大量晶界及表面缺陷态，电荷容易被捕获而形成复合。为此，本论文设计了两种TiO2改性方法提高DSSCs光阳极性能。首先，通过溶胶凝胶法，将钇、氮离子共同掺入纳米TiO2颗粒中并研究其光伏性能。发现具有一定掺杂浓度配比的TiO2的BET比表面积可以提升至105.9m2/g，比未掺杂增加约60％。以此制备的DSSC光电转化效率为5.41％。元素分析及电化学分析表明，共掺杂引起的载流子浓度提高进而光电流增加是其性能改善的主要原因。其次，基于水热法在FTO玻璃表面原位水热法生长了金红石相一维TiO2纳米棒阵列。为改进纳米阵列染料吸附量不足的缺点，以氢气、氮气、氧气低压等离子体(分别记为HP，NP与OP)对光阳极进行表面处理。经等离子体处理后，光阳极对染料吸附量提高，其原因一是等离子体的刻蚀效应增加了染料吸附的锚点，二是等离子体处理使阵列的亲水性提升，有利于染料的吸附。电化学分析表明，经等离子体处理后，NP与OP的载流子浓度增加，提升了电池的光电流。以NP处理的光阳极组装的DSSC性能达到2.15％，比未经表面处理的空白样提升了13％。　　最近数年来，基于固态空穴传输材料的有机-无机杂化电池发展迅速。随着有机铅卤钙钛矿作为吸光活性层材料被应用于杂化电池中，“钙钛矿电池”效率纪录不断刷新，成为研究热点。为提高n-i-p平板型钙钛矿电池的开路电压和光电转化效率，克服旋涂法制备的TiO2存在的覆盖率不足，存在孔洞等缺点，我们制备了碱金属Cs掺杂的TiO2致密层。Cs掺杂使TiO2致密层的致密度提高，减少了孔洞数量，降低了电池复合;同时，Cs掺杂使TiO2的平带电位向负方向移动了约0.11V，因此提高了TiO2的导带底与准费米能级，拉大了与P3HT的最高已占据分子轨道(HOMO能级)的能级差。此两者共同作用将电池的开路电压提升了0.1V。此外，由于Cs掺杂使TiO2的电导提高，因此电池光电流损失很小。Cs掺杂TiO2致密层制备的平板型钙钛矿电池效率为6.72％，比未掺杂提升9％。　　由于在钙钛矿电池中，钙钛矿薄膜的结构、形貌对钙钛矿电池性能影响很大，我们研究了溶剂抽取一步旋涂法制备钙钛矿薄膜的工艺条件，以解决一般一步旋涂法制备的钙钛矿表面粗糙度高的问题。通过确定合适的抽取溶剂、滴加时间及热处理时间，我们发现基于邻二氯苯溶剂抽取法制备的钙钛矿薄膜表面方均根粗糙度RMS仅为6.32nm，优于常用的氯苯溶剂(RMS7.95nm)，且远小于一步旋涂法(RMS约70nm)。分别使用P3HT及Spiro-OMeTAD空穴传输层材料时，基于此钙钛矿薄膜制备的介孔型钙钛矿电池最高效率达到了9.48％及12.76％，且迟滞效应较小。此外，基于路易斯酸碱配位理论，将乙酰丙酮替换二甲亚砜的配位前驱体制备的钙钛矿薄膜的RMS为9.88nm，分别使用P3HT及Spiro-OMeTAD空穴传输层材料时，电池最高效率可达到6.75％及9.74％。