利用半导体材料在光照下电荷分离效应,实现将太阳能转化为电能或化学能,是一种解决能源与环境可持续发展的理想方案。ZnO是一种直接带隙半导体材料,容易制备多种形貌,得到较大比表面积和一维电子传输通道,使其成为一种非常具有前景的太阳能转化材料。本文采用表面修饰方法在一维ZnO纳米线阵列的基础上,制备TiO2/ZnO、HfO2/ZnO、Al2O3/ZnO核壳结构及ZnO三维纳米结构,并讨论光生电荷分离效率对太阳能转化性能的影响。用溶胶-凝胶法制备了均匀包覆的TiO2/ZnO核壳结构。TiO2的包覆不但有效防止ZnO被染料溶液腐蚀,还提高了光生电子空穴对的分离效率。壳层厚度～10nm时,样品作为光阳极生成的DSSC器件光电转换效率达到3.0%。采用原子层沉积方法制备了均匀包覆的HfO2/ZnO Al2O3/ZnO核壳结构。随着壳层厚度增大,经30循环沉积后的HfO2/ZnO核壳结构在500W氙灯照射下对罗丹明B染料的降解效率达到纯ZnO一维结构的6倍。通过荧光光谱研究了核壳结构的光生电子空穴分离情况,并探讨了HfO2表面对染料分子的吸附情况。与此同时对Al2O3/ZnO核壳结构的结果进行分析,明确了提高光催化性能的途径。采用二步法生长出ZnO三维纳米结构,提升了纳米线阵列的比表面积,获得了较高的光催化活性。