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太阳能是一种理想的可再生能源。染料敏化太阳能电池(简称DSSCs)由于制备简单,性能稳定,成本较低以及环境友好备受各国学者关注。目前,其发展目标主要集中在:增加光电转化效率,减少器件成本和提高长期稳定性。因此,进一步开发价格低廉,性能优异的光电材料对于加速DSSCs产业化进程非常必要。多酸化合物是一类基于丰产元素组成的天然纳米级金属氧簇,具有优异的光电化学性质和很高的稳定性,因此有很大的潜力可以应用在光伏电池中。本文中,我们成功设计合成了三例新颖羧基锡功能化的夹心型钨锗酸盐,将它们分别与Ti O2和单壁碳纳米管复合,应用于DSSCs中可以有效地提高电池的光伏性能。此外,我们首次系统研究了一系列多酸的能带结构,并初步探索了同多铌酸盐在Zn O基DSSCs中的应用。(1)水溶液中设计合成了一例新颖的夹心型钨锗酸盐[C(NH2)3]10[Mn2{Sn(CH2)2COOH}2(B-α-Ge W9O34)2]·8H2O(Ge W9-Mn-Sn R),其代表首例开链羧基锡功能化的单晶多酸;通过荧光光谱,表面光电压,电化学方法和固体漫反射光谱对其光电性质进行了研究;初步尝试将Ge W9-Mn-Sn R用于敏化Ti O2组装DSSCs可以增强电池的光伏性能;通过制备Ge W9-Mn-Sn R/Ti O2复合物和吸附N719染料构造共敏电极可以通过增强光谱吸收和加速电子传递提高电池的转化效率;这是首次将带有两个手臂的有机锡修饰多金属氧酸盐应用在DSSCs中。(2)成功制备了两例新型开链羧基锡功能化钨锗酸盐{C(NH2)3}10H2[Cu2{Sn(C3H4O2)}2(B-α-Ge W9O34)2]·7H2O(Ge W9-Cu-Sn R)和{C(NH2)3}10H2[Co2{Sn(C3H4O2)}2(B-α-Ge W9O34)2]·8H2O(Ge W9-Co-Sn R);将它们与单壁碳纳米管组装成复合电极时,能显著增强单壁碳纳米管对I3-还原的电催化活性;将该复合电极用于DSSCs的对电极时,可获得与传统Pt电极(6.29%)相当的光电转化效率(6.32%)。(3)在同多铌酸盐K7HNb6O19辅助下,碱性溶液中通过简单的溶剂热路线合成了Zn O多面体;将制备的Zn O多面体组装成光阳极引入到DSSCs中,研究了其光电性质;并且探索了Ti Cl4后处理对Zn O基DSSCs性能的影响。(4)通过光电化学表征,首次系统深入研究了一系列多酸化合物的能带结构,包括经典Keggin和Dawson型多酸,缺位多酸,过渡金属多酸,并将其最低未占据分子轨道(LUMO)和最高占据分子轨道(HOMO)能级与半导体Ti O2进行了系统比较,这为探索各种多酸化合物在光电器件中的不同作用提供了指导。