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染料敏化太阳能电池(DSSC)作为一种新型的太阳能电池因其具有制备工艺简单、环境友好、能量转换效率高以及成本相对较低等优点,受到了国内外研究者们的广泛关注。染料敏化太阳能电池由负载染料的光阳极、对电极和电解质溶液三部分组成,常用的对电极催化材料为金属铂(Pt),然而Pt是贵金属,价格昂贵、储量有限且容易被碘电解质腐蚀,影响电池的稳定性,降低使用寿命。这些因素大大影响和限制了DSSC的商业化应用。寻找金属铂的替代催化材料一直是DSSC研究者们关注的前沿课题之一。近年来,碳纳米材料由于独特的物理和化学性质己被广泛应用到DSSC对电极材料当中,如炭黑、富勒烯、碳纳米管(CNTs)以及石墨烯(Graphene)等。不过,碳材料本身固有的催化活性和导电能力是处于此消彼长的状态。理想的碳对电极材料要具有丰富的催化活性位和良好的导电性,如何实现碳材料催化活性和导电能力的平衡亟需解决。本论文通过将具有高催化活性和高稳定性的N-TiO2 (TiN-TiO2)引入到具有高导电能力的CNTs和Graphene基底上,获得兼具高催化活性和高导电性的复合材料N-TiO2/CNTs和N-TiO2/Graphene,研究了这两种材料作为染料敏化太阳能电池对电极材料的催化性能和光电转换效率,主要研究结果如下：以CNTs为导电载体,以钛酸异丙酯为钛源,通过两步水热法结合高温氨气处理技术成功制备出一种新型的对电极催化材料N-TiO2/CNTs复合物。复合物中N-TiO2纳米线与CNTs相互交织形成三维网络结构,为电解质在复合物中的流通提供更广阔的空间,与单纯的CNTs和N-TiO2相比,复合物具有更高的对13-催化活性和导电能力,当将复合物应用到DSSC对电极中时,光电转换效率可以达到7.16%。以具有高导电能力、大比表面积的Graphene作为导电基底和分散剂,以四氯化钛为钛源,通过水热法和高温氨气处理制备具有大比表面积、高催化活性及高导电性的层状复合材料N-TiO2/Graphene。研究发现,复合物很好的保持了Graphene的二维层状结构,N-TiO2纳米片较为均匀的分布在Graphene片层上,面与面的接触在增大复合物稳定性的同时,也提高了电荷在复合物内部的传输速率。N-TiO2的引入为复合物提供了更多的催化活性位点。当将复合物作为DSSC对电极材料时,光电转化效率可以达到8.65%,优于Pt的7.55%,可以作为贵金属Pt的替代材料。