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柔性光伏技术对于实现光伏电池大规模生产和应用具有重要意义。作为一种全新结构的柔性光伏电池，纤维光伏电池不仅可以有效克服传统柔性平板光伏电池的不足，同时还具有不需透明电极、三维采光、易于光学设计和编织集成等独特的优势。本论文针对当前纤维光伏电池对电极方面存在的基础问题，以染料敏化太阳能电池(DSSC)为研究载体，从材料体系、对电极设计和制备、器件性能和机理三个层面展开，探索适合纤维光伏电池的低成本、高性能和高稳定性的对电极的制备方法，在此基础上进一步研究纤维光伏电池独特的工作机制以及特殊的光电收集模式，从而为纤维光伏电池的进一步理论研究和实际应用奠定基础。本研究主要内容包括： ⑴建立了基于原位电加热法的薄膜制备工艺，在钛丝基底上制备大尺寸、高质量、重复性好的纤维工作电极，以其制备的纤维液态DSSC和纤维固态DSSC的效率分别达到4.72％和1.24％。 ⑵制备了基于高分子纤维的对电极代替铂丝对电极。采用廉价的高分子纤维作为纤维基底，通过湿法涂膜的方法修饰一层PEDOT∶PSS导电高分子薄膜，以改善高分子纤维的导电性和催化活性。得到的PEDOT∶PSS/聚合物复合纤维的导电性超过100 S/cm，催化性能接近贵金属铂催化剂，同时对碘基电解液具有良好的耐溶解和耐腐蚀性。基于该对电极制备的纤维液态DSSC的最高光电转换效率达到4.8％。 ⑶设计制备了一系列基于碳纤维的对电极。以纯碳纤维作为对电极制备纤维液态DSSC的最高光电转换效率不到2％。在碳纤维表面修饰微量贵金属铂催化剂，可以显著提高对电极的催化性能，降低对电极/电解液界面的电荷转移电阻，器件的光电转换效率提高到5.1％。进一步采用导电高分子PEDOT∶PSS代替铂作为催化剂制备无铂纤维对电极，成功制备出效率超过5.3％的纤维液态DSSC。 ⑷通过高温氮掺杂、还原氧化石墨烯的方法，开发一种基于氮掺杂石墨烯的新型非铂催化剂，有效克服了传统碳基催化剂在导电性和催化活性两方面相互矛盾的问题，以其制备的纤维液态DSSC的光电转换效率达到5.4％。进一步采用电化学伏安法、阻抗法等手段详细研究了氮掺杂石墨烯的结构与性能之间的关系。实现发现，吡咯型和氧化吡啶型结构对于石墨烯的催化活性贡献很小，而增加吡咯型结构和季碳型结构可以有效提高石墨烯的催化活性。XPS价带谱和电化学伏安法结果表明，这是由于后两种结构可以改变石墨烯的功函和吸附能造成的。以氮掺杂石墨烯/碳纤维全碳对电极制备的纤维液态DSSC器件效率达到4.9％。 ⑸研究了纤维固态DSSC中纤维对电极与纤维工作电极的组装方式。采用缠绕结构、平行结构和垂直多点接触结构的纤维固态DSSC的效率分别达到1％、1％和0.8％。金丝电极在碘化亚铜电解质传输层上的空穴收集距离约为0.2cm。对电极/电解质界面的接触电阻和能级匹配对于器件光伏性能有重要影响。通过高折射率透明材料的封装，可以进一步提高器件的光电输出。