科技的发展体现了人们的生产生活对物质从宏观、微观到介观需求的变化。而纳米材料作为一种在三维空间中至少有一维尺度介于1-100 nm的基本单元材料,由于其具备优异的光学、力学、光电化学、电磁学等优异性能而备受关注。在这些纳米材料之中,半导体量子点纳米晶作为一种优异的光电材料因其特殊的量子尺寸效应、介电限域效应、表面效应、小尺寸效应、库仑堵塞、宏观量子隧道效应及体积效应等特殊的物理效应受到广泛关注。此外,纳米级金属硫化物,因其优异的电容性能、较高的法拉第氧化还原活性、原料丰富等特性,经常被选作储能器件的电极活性材料。近年来,随着国际社会对能源问题的关注,研究不同纳米材料的能源转化与储存特性具有重要意义。本文以此思想为指导,分别探究了基于三元合金的量子点敏化太阳能电池和多种双金属硫化物的电化学储能特性。研究工作的主要结论和创新点如下:（1）以量子点敏化太阳能电池的光阳极制备为导向,基于CdTeSe三元合金量子点,采用单锅无注入法分别合成了不同成核温度下的纳米晶,并探究了时间、温度、pH值、激发光源等对量子点荧光性的影响。在透明导电基底（FTO）通过刮涂法得到TiO2光敏化层以及在Ti线上通过阳极氧化法生长TiO2纳米管阵列,分别与量子点通过分子自组装制备了不同类型的光阳极,与Pt电极和Cu2S纳米棒对电极组装制备量子点敏化太阳能电池。实验结果显示在成核温度325℃,成核时间10 min以内,且未经过转相过程的量子点在合适的激发光源下具有优异的荧光性,同时弱碱性环境、适宜的溶液吸光度有利于量子点进行分子自组装。此材料应用于量子点敏化太阳能电池中具有最高1.029%的能量转换效率,180.187 mV的开路电压以及19.876 mA cm-2短路电流密度。（2）以利用碳纳米管的高电导率为导向,采用多种方法在碳布表面修饰碳纳米管（CNTs）。首先,我们利用化学气相沉积法在碳布表面制备空心CNTs,然后,通过水热法合成CNTs@FeCo2S4复合纳米花瓣结构,其中FeCo2S4为纳米片。CNTs@FeCo2S4展现出优于单级结构的电化学特性,在8 Ag-1的电流密度下其电容值最高达3838.4 F g-1,5000次循环测试后电容保持率约为82.5%。另外,将亲水处理后的碳纳米管分散液混合CoMoS4前驱物,通过溶剂热反应得到CNTs@CoMoS4复合粉末,将其涂抹于柔性基底表面,可以在1 mA cm-2的电流密度提供524.8 F g-1的高电容且在高扫速下未出现明显极化现象。以上实验表明碳纳米管能够显著提高硫化物体系的电化学性能。（3）以探究不同维度纳米结构与电化学性能的构效关系为导向,通过调控水热生长条件,分别在碳布表面原位生长一维纳米针、二维纳米片以及三维多级结构FeCo2S4薄膜。其中,三维多级结构的FeCo2S4电极表现出最佳的储能能力,在1 A g-1电流密度下容量为92.88 mAh g-1,优于一维纳米线（58.42 mAh g-1）和二维纳米片（26.00mAh g-1）;同时该电极具有良好的稳定性,在5 Ag-1的电流密度下循环测试11200次后容量保留率为82%。随后,对三种结构进行电池和电容行为占比计算发现,随着扫速的增加,它们的电容贡献率逐渐增大,且三维结构在50 mV s-1时,电容占比最高可达90.1%,这得益于其独特的三维多级结构增进了电解液与电极间接触,获得较快的电子传输速率,较短的离子扩散路径以及良好的机械稳定性,这表明三维结构可作为优异的电容材料。