能源和环境是人类赖以生存和发展的两大条件，而能源短缺、环境污染和生态恶化已经成为全球的重大问题。因此，必须寻找一种储量充足的清洁能源。在20世纪70年代爆发石油危机之后，太阳能的利用得到了长足的发展。太阳能作为一种可再生能源，具有其他能源所不可比拟的优点。在太阳能的利用中，太阳能电池可以将太阳能直接变为电能，结构简单，携带方便，因此，太阳能电池的研制和开发日益得到人们的重视。传统的物理光伏电池，虽然转换效率高，但是成本太高，只能用于航天等领域。有机光伏电池的转换效率不高。染料敏化太阳能电池虽然转换效率较高，但是染料价格比较贵，而且面临染料光降解等难题，难于长期稳定工作。因此，降低电池成本，提高转换效率，增加电池工作的稳定性成为太阳能电池研究工作的重点和难点。 本论文的工作是构造基于纳米半导体电极和氧化还原聚合物的固态太阳能电池，主要进行了以下几部分工作：(1)利用各种方法在导电玻璃(ITO)上制备纳米TiO2、CdS和CdSe电极，并且研究它们的光电化学性能；(2)利用纳米半导体电极和Nafion型氧化还原聚合物构造新型固态光伏电池，并研究固态光伏电池的光电转换性能；(3)改进固态光伏电池的各个环节，提高固态光伏电池的光电转换效率。具体研究内容如下：一、利用不同方法制备纳米TiO2、CdS和CdSe电极，并研究它们的光电化学性能。 (1)利用涂膜法、电沉积法和溶胶-凝胶法制备纳米TiO2电极。在0.2mol/LNa2SO4溶液中进行光电化学实验。实验发现纳米TiO2具有特殊的光电化学响应，其光电流～电位曲线出现光电流峰。我们认为，这一特殊的光电化学性质主要是由于纳米半导体电极的微粒性结构以及它的光诱导氧化还原反应机理的特殊性所致。 (2)利用电化学方法制备纳米CdS电极，实验发现，“I=-1mA，△t=1s，t=10min”条件下阴极脉冲电流制备的CdS/ITO电极的光电化学响应最强。 (3)利用电化学方法制备纳米CdSe电极，光电化学实验发现，恒电位-0.85V(Vs.SCE)200S制备的CdSe/ITO电极经过热处理后的光电化学响应最强。 二、构造纳米半导体电极和Nafion基氧化还原聚合物的新型固态光伏电池，并研究固态光伏电池的光电转换性能。 利用纳米半导体电极TiO2/ITO和CdS/ITO作为光电极，将Nafion型的氧化还原聚合物作为固体空穴传输材料，构成了ITO/TiO2/Nafion[Ru(bpy)32+,PEG]/Au、ITO/CdS/Nafion[Ru(bpy)32+,PEG]/Au、ITO/CdS/Nafon[Fe(bpy)32+,pEG]/Au和ITO/CdS/Nafion[Ru(phen)32+,pEG]/Au等一系列固态光伏电池，对其光电转换性能进行表征。所用的光电极材料与Nafion型氧化还原聚合物中所用的氧化还原物种在能级上是匹配的，而且可以达到较高的开路光电压。利用TiO2作为光电极，由于受到光吸收的限制，对可见光的利用率不高。CdS作为光电极可以大大提高光电转换性能。 三、改进固态光伏电池的各个环节，提高固态光伏电池的光电转换效率。 尝试改进构成固态光伏电池的每个环节，如半导体电极的光吸收、电极界面性能和氧化还原聚合物中氧化还原位的浓度Co，以提高固态光伏电池的光电转换性能。实验研究发现，氧化还原位的浓度Co的提高，会提高光伏电池的光电转换性能，达到一定浓度后光电转换性能基本稳定；在CdS/ITO电极和氧化还原聚合物之间涂一层TiO2薄膜可以提高固态光伏电池的光电转换性能。目前， ITO/CdS/TiO2/Nafion[Ru(phen)32+，PEG]/Au固态光伏电池的最大IPCE可以达到78％，白光(光强为200mW/cm2)下的光电转换效率可以达到0.02％，400m(光强为220μW/cm)光照下，光电转换效率可以达到4％，与目前正在研究的PPV有机半导体固态光伏电池的光电转换性能可以比拟。