太阳能作为一种可再生能源,储量丰富、分布广泛,通过光伏器件可实现光能转换为电能。量子点敏化太阳能电池（QDSSCs）因具有多激子效应、禁带宽度可调节、成本低及理论效率高的特点引起了研究学者们的广泛关注。然而,QDSSCs的光阳极存在量子点（QD）负载率低、电子传输阻力大、界面电荷复合严重以及吸光范围窄等问题,电池的实际光电转换效率与理论光电转化效率仍存在较大差距,因此如何提升其光电转换效率具有重要研究意义。考虑到光阳极与光收集、电子注入和电子传输过程密切相关,本论文围绕光阳极的结构设计展开研究。针对量子点负载率低、界面电荷复合严重等问题,设计并构筑了多种具有多级结构的光阳极,系统分析了光阳极结构对QDSSCs性能的影响。主要研究内容及结论如下:（1）为了提高光阳极的比表面积以及电子传输效率,制备了一种上层为TiO₂微米花,下层为TiO₂分级多孔纳米颗粒的双层结构光阳极。TiO₂纳米颗粒的分级多孔结构不但增加了电子传输通道,而且提高了光阳极的比表面积。由纳米棒组装而成的微米花TiO₂为CdSe量子点提供了丰富的吸附位点,从而提高了光捕获效率。此外,锐钛矿相的TiO₂纳米颗粒与金红石相的TiO₂微米花之间形成的阶梯结构有利于电子-空穴对的分离,促进电子的注入过程。因此,基于双层光阳极的QDSSCs光伏性能比单层TiO₂光阳极提高了约43%。（2）为了提高光的利用率并减少ZnO表面的缺陷,采用自主装蛋白石模板法构筑了一种具有三维反蛋白石结构的光阳极（ZnO@ZIF-8 IO）。该光阳极中互相连通的大直径孔隙,提高了量子点和电解质的渗透性。与此同时,规则互连的大孔阵列结构引起的慢光子效应和多散射效应,增强了其光捕获能力,并促进了电荷传输过程。此外,ZnO IO表面的ZIF-8作为钝化层,提高了孔隙率并抑制了界面上载流子的复合。基于Zn O@ZIF-8 IO太阳能电池的光电转换效率从0.88%提升至1.75%。（3）在（2）的基础上,为了进一步提高光阳极的光吸收性能,促进光生电子的传输过程,设计了TiO₂@NiO IO光阳极。采用TiO₂材料作为反蛋白石骨架,引入p型氧化物半导体NiO作为阻挡层,旨在提高电荷复合的势垒。同时,NiO阻挡层的形成也增加了CdS/CdSe QD的负载,提高了可见光区域的光吸收强度。系统研究了NiO纳米片和NiO纳米颗粒分别作为次级结构单元对电池性能的影响,并深入探讨了NiO的引入对电荷输运过程的影响。光电性能测试结果显示,基于TiO₂@NiO IO光阳极相比于基于TiO₂ IO光阳极的光电转换效率提升了47%,达到5.07%.