染料敏化太阳能电池(DSSC)作为一种新型的化学太阳能电池,由于其低成本的优势,已经成为传统的硅基太阳能电池的替代选择之一,并成为近年来的研究重点。贵金属铂具有优良的电催化活性、良好的导电能力和化学稳定性,因此,在目前的染料敏化太阳能电池中,对电极材料一直采用贵金属铂。鉴于铂的资源储量有限,价格不断上涨,所以探索非铂、廉价且具有高催化活性的对电极对发展染料敏化太阳能电池具有重要意义。本论文工作制备了几种廉价的对电极材料,研究了不同对电极材料在染料敏化太阳能电池体系中对电解质中的I3-／I-的电催化性能。主要研究工作包括如下内容：(1)染料敏化太阳能电池的氮化钛对电极材料。采用阳极氧化金属钛片制备的二氧化钛纳米管阵列,再通过氮化处理直接得到了高度有序的氮化钛纳米管阵列,并首次将其作为染料敏化太阳能电池的对电极进行研究。重点研究了氮化钛电极材料在染料敏化太阳能电池体系中对电解质溶液中的I3-／I-的电催化性能,并通过电化学和光电性能测试,分析了影响对电极的电催化活性的相关因素。研究显示,TiN纳米管阵列电极有较大的表面积、良好的导电性和电催化活性,用TiN纳米管阵列做对电极时,在对电极／电解质界面具有较小的电荷转移电阻和欧姆内阻,可使碘离子有良好的扩散通道,因此可获得与用FTO/Pt对电极时相当的光电转化效率。该研究结果为高电催化性能和低成本的对电极材料的研究探索了一个新的发展方向。(2)染料敏化太阳能电池的表面氮化镍对电极材料。本工作研究了表面氮化的金属镍片以及镍颗粒多孔膜的电催化性能。研究显示,金属镍在氨气中煅烧后,在表面会形成一层很薄的镍氮化合物,而其体相仍然保持稳定的金属镍结构。其中,表层的镍氮化合物对电催化性能有利,体相的金属镍对导电性有利。由于具有这样的双重功能结构,表面氮化的镍片和镍颗粒膜呈现出良好的电催化活性和导电性。相应的,将其用作染料敏化太阳能电池的对电极时可获得与FTO/Pt对电极时相当的光电转化效率。因此,表面氮化镍对电极材料可作为非铂、廉价的新型电极材料,并有望在将来应用于染料敏化太阳能电池。(3)染料敏化太阳能电池的介孔碳对电极材料。通过在氩气中高温碳化天然竹子和橡木制备了高度有序的介孔碳阵列。由于天然木材有紧密相连的骨架、取向相同的微米管束、均匀的材质,因此所制备的介孔碳有高度有序的微米管阵列结构、较宽的介孔孔径、较大的比面积、良好的电催化活性和导电性。采用橡木介孔碳阵列作为染料敏化太阳能电池的对电极,可获得与FTO/Pt对电极相媲美的光电化学性能。此外,用天然木材材料作为前驱体为廉价介孔碳阵列的大规模生产提供了一个简单的方法。