近年来，染料敏化太阳电池(Dye-sensitized solar cells，DSSCs)因相对传统硅电池具有成本低，工艺过程简单并有较高的转换效率等优点而成为科学研究的热点。传统DSSCs以导电玻璃为衬底，并在上面镀上一层多孔纳米晶颗粒薄膜作为光阳极。在光阳极中，染料敏化剂产生的电子在纳米晶TiO2薄膜颗粒之间传输时因颗粒之间存在晶界及颗粒排列不规则等缺陷而存在着大量的复合损失。一维纳米材料如纳米线、纳米管等，能够给激发的电子提供快速传输的通道和减少晶界缺陷进而减小电子复合损失。因此，研究一维纳米材料的合成及研究其在DSSCs中的应用具有重要的意义。此外，DSSCs在产业化进程中面临着一个巨大挑战，由于导电玻璃的面电阻太大造成电子的收集效率过低，难以制备高效大面积的电池或组件。在DSSCs结构中采用全钛金属衬底设计，不但可以减小电池的内阻而且还可以原位生长低维纳米材料制备柔性电池，这对今后实现制作大面积DSSCs和拓宽其应用范围具有十分重要的意义。　　 本文在研究制备低维纳米材料工艺的基础上，结合全金属衬底和原位生长低维纳米材料的优点，设计了低维纳米材料基全金属衬底DSSCs器件。和传统DSSCs比较，这些器件具有高效收集电子和高效吸光的能力，而且光阳极优良的力学性能有利于将器件制备成柔性DSSCs。　　 ⑴与传统导电玻璃基DSSCs相比，本论文提出的全金属衬底DSSCs在太阳光的利用和降低DSSCs内阻上具有明显的优势。为了研究TiO2不同薄膜厚度对全金属衬底DSSCs性能的影响，我们采用溶胶-凝胶结合提拉镀膜法获得了不同厚度的光阳极，通过优化薄膜厚度参数，获得全钛基底DSSCs最优光电转换效率为5.46％。　　 ⑵利用激光灌孔技术制备了具有倾斜微孔阵列的光阳极，并在此基础上制备了前辐照纳米管基DSSCs。该器件获得了4.1％的转换效率，与相同制备工艺条件的背辐照纳米管DSSCs相比，其光电转换效率提高了32.3％。倾斜微孔阵列电极实现了多种功能：给电解液提供扩散通道，作为光陷阱结构，提供更大的表面积并吸附更多染料；增大了TiO2纳米管和钛基底的附着力。结果表明，微孔阵列通过其粗糙面将纳米管薄膜和基底牢固地结合在一起，其优良的力学性能有利于今后制备柔性DSSCs。　　 ⑶研究了用碱溶液水热法制备包括纳米片、纳米花、纳米线等低维纳米材料并提出了它们生长演变的过程和机理。同时也研究了这些低维纳米结构的光学性能。　　 ⑷制备了三维网状结构TiO2纳米线基的高度柔性全金属DSSCs。TiO2纳米线直接生长于微孔阵列电极上，制备的纳米线直径约为20-30 nm，长度在5-6μm。在器件弯曲角度达120°时，该器件显示了良好的力学稳定性而且其光伏性能受弯曲角度变化的影响也很小。　　 ⑸将TiO2纳米线应用到全金属立体吸光DSSCs中，纳米线薄膜显示了良好的力学性能。研究表明纳米线的网状结构有利于染料吸附和电解液传输，具有提高电池效率的潜力。同时将溶胶-凝胶工艺和水热工艺相结合，制备了TiO2纳米线/TiO2纳米颗粒双层复合膜。纳米线在双层复合膜中起到修补薄膜裂缝和提高薄膜光散射及快速传输电子的功能。　　 总之，本文主要是通过调控制备低维纳米材料和对电池进行全金属设计从而实现高效收集电子和高效吸光等功能。此外，光阳极优良的力学性能有望在今后在柔性DSSCs中得到广泛应用。