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环境污染和能源短缺是制约我国社会经济发展的两大瓶颈问题。近年来我国频发的灰霾污染天气已经严重地影响了人们的日常生活和身体健康,需要从源头上加以治理。灰霾形成的主要原因之一是燃烧排气中的氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）和挥发性有机物（VOCs）等气体在大气环境中经过大气反应形成固体颗粒,因此,实时监控发生源中污染气体浓度以及实时快速监测大气中污染气体浓度,对于大气污染治理和预报具有重要意义。气体传感器在污染源监控和大气环境监测两个方面都有巨大的应用潜力,尤其是基于氧化物半导体的气体传感器具有高灵敏、选择性可调、高可靠、全固态、小型和廉价的优点,是目前气体传感器领域的研究热点,特别是氧化物半导体纳米结构的微观结构/形貌与传感特性密切相关。另一方面,作为化石能源的替代能源和清洁能源,太阳能电池的研究备受关注,在各种原理的太阳能电池中,染料敏化太阳能电池（DSSC）由于具有理论效率高、工艺简单、环境友好和成本低等优点,也成为光伏研究领域的热点之一。在DSSC中,作为光阳极的氧化物半导体,其微观结构/形貌影响其光电转化效率。因此,本论文聚焦氧化物半导体纳米结构,通过实现纳米材料的可控制备,系统的研究了氧化物半导体材料的传感/光电特性。本文采用水热合成法和静电纺丝法,制备了棒束自组装花球结构α-Fe2O3与Co掺杂的In2O3纳米纤维,并研究了这些纳米结构的气体传感特性;利用水热合成法制备了花球状TiO2,并研究了其作为DSSC光阳极的光电特性。具体的研究内容如下:（1）采用水热合成法制备了具有棒束自组装花球结构的α-Fe2O3,并评价了其气敏特性:以Fe Cl3·6H2O为铁源、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,水热120℃12小时,最后在600℃下烧结2小时得到了具有棒束自组装花球结构的α-Fe2O3。用所制备的材料制作烧结型管式气体传感器,烧结条件为400℃、2小时。评价结果表明基于棒束自组装花球结构的α-Fe2O3的传感器检测丙酮的最佳工作温度为200℃,对80 ppm丙酮气体的灵敏度为11.3,与商用α-Fe2O3粉体材料相比灵敏度有明显提高。（2）利用静电纺丝法制备了Co掺杂的In2O3纳米纤维,并表征了气敏特性:以硝酸铟为铟源、PVP、DMF为溶剂、乙酸钴为掺杂剂配制静电纺丝前驱液,在16-22k V的电压下,制备了Co掺杂量不同的纳米纤维前驱体,经过500℃高温煅烧,得到Co掺杂量不同的In2O3纳米纤维。气敏特性的测试结果表明,当Co的掺杂量为3%时,所制备的传感器对丙酮的灵敏度最高,且在最佳工作温度350℃时,对100 ppm丙酮气体的灵敏度为30。（3）采用水热合成法制备了具有花球状结构的TiO2,并作为染料敏化太阳能电池的光阳极材料,研究了其对DSSC光电转换效率的影响:以钛酸四正丁酯为钛源、异丙醇为溶剂、二乙撑三胺为表面活性剂,在200℃、24小时条件下进行水热处理,最后在450℃下烧结2小时得到具有花球状结构的TiO2。将其作为DSSC光阳极材料,与市售的P25（一种TiO2纳米颗粒）相比,DSSC的光电转换效率有显著提高。