进入21世纪以来,染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cell,即DSSC)以其简单的制备工艺、低廉的成本优势逐渐成为了最具有前景的太阳能光伏产品之一。为进一步降低DSSC的成本,提高其稳定性,人们采用无机纳米品半导体量子点替代有机的染料敏化剂,研制出了新型量子点敏化太阳能电池(Quantum-Dot sensitized Solar Cell,即QDSC),其独有的特点使其成为光伏领域的研究热点。本文重点研究了四个方面的内容：(1)基于TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极的DSSC的性能研究。采用溶胶凝胶法制备TiO2纳米颗粒,并将其与松油醇、乙基纤维素等混合后制成丝网印刷用浆料,通过丝网印刷技术获得TiO2纳米颗粒多孔薄膜,控制丝网印刷的次数可获得不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极,采用SEM、TEM、XRD研究TiO2纳米颗粒的结构以及丝网印刷所得薄膜的形貌和结构,结果表明：TiO2纳米颗粒为锐钛矿结构。粒径大小约30nm,丝网印刷的TiO2纳米颗粒多孔薄膜中纳米颗粒分布均匀并形成疏松多孔的结构。将不同厚度的TiO2纳米颗粒多孔薄膜敏化后与I-/I-3电解液和Pt对电极组装成DSSCs,通过电池的J-V特性、单色光光子电子转化效率(IPCE)、电化学阻抗谱(EIS),光强调制光电流/电压谱(IMPS/IMVS)的测试,研究TiO2纳米颗粒多孔薄膜光阳极的厚度对电池的光伏性能、电子传输与复合特性的影响。结果表明：随着TiO2光阳极厚度从5μm逐渐增加到14μm,电池的光电转换效率从3.78%逐渐增加到5.75%,光电子在光阳极中的传输时间从2.33ms逐渐增加到8.95ms,电子扩散系数从4.57×10-5cm2/s增加到14.74×10-5cm2/s, DSSC中电子传输、复合和收集的过程相互竞争和相互制约,电子的扩散能力影响着电子的收集和电池的光电转换效率；电子被陷阱和表面态的俘获/脱俘过程相互竞争影响着电子寿命和扩散系数；光电子的复合与传输相互竞争,影响着光电子的收集效率。(2)基于TiO2纳米颗粒/TiO2纳米线复合薄膜光阳极DSSC的性能研究。采用溶胶凝胶法制备TiO2纳米颗粒粉体,水热合成法制备TiO2纳米线粉体,将TiO2纳米颗粒粉体和TiO2纳米线粉体按不同质量比混合并制备成浆料,利用丝网印刷技术制备厚度为14μm的复合薄膜,将复合薄膜进行敏化后与I-/I-3电解液和Pt对电极组装成DSSC,通过J-V特性、IPCE、EIS、IMPS/IMVS测试,研究光阳极薄膜中TiO2纳米颗粒/TiO2纳米线的质量比对电池的光伏性能、电子传输和复合特性的影响。结果表明：随着纳米线比例的上升,电池的光电转化效率先减小后增大,在TiO2纳米颗粒：TiO2纳米线为75：25时达最高为2.77%,电子在光阳极中的传输时间及电子寿命先增大后减小,当复合光阳极中纳米线的比例从50%逐渐增加到75%时,电子在光阳极中的传输时间逐渐减小,扩散系数逐渐增大,复合光阳极中纳米线的比例从25%增加到50%时,光电子在光阳极中的传输时间逐渐增加,扩散系数逐渐较小(3)CdS量子点敏化Ti02纳米线束阵列太阳能电池的性能研究。采用水热合成技术,以盐酸、去离水和酞酸丁反应前驱物,在FTO衬底上生长TiO2纳米线束阵列,以连续离子层吸附与反应法制备CdS量子点敏化TiO2纳米线束阵列光阳极。将具有不同敏化周期的TiO2纳米线束阵列光阳极与I-/I-3电解液和Pt对电极组装成QDSC,通过对电池的J-V特性、1PCE、IMPS测试研究不同和循环敏化周期对QDSC的光伏性能以及IPCE的影响,研究了敏化的循环周期对QDSC的光伏性能和电子传输的影响规律。结果表明：随着敏化循环周期的增加,CdS量子点的大小和密度都增加,光电转化效率先增大后减小,当敏化循环的周期为15次时取得最佳光伏性能,此时电池的短路电流密度0.61mA/cm2,开路电压0.65V,填充因子0.50,光电转换效率0.20%,光电子在光阳极中的扩散系数为3.20×10-6cm2/s,传输时间为2.10×10-2s。(4)CdS量子点敏化TiO2纳米颗粒多孔薄膜太阳能电池的性能研究。依次研究了TiO2纳米颗粒多孔薄膜的厚度、CdS量子点敏化周期数对QDSC光伏性能的影响,并比较了多硫电解液和I-/I-3电解液对QDSC的性能影响。结果表明TiO2纳米颗粒多孔薄光阳极的最佳膜厚度为14μm,最佳CdS量子点敏化周期为20次,用I-/I-3电解液组装的QDSC的稳定性较差用多硫电解液组装的QDSC虽然稳定性得到了提高,但由于Pt对于S2-与电子反应的催化能力较弱和电解液的整体性能低下,使得填充因子较低,限制了电池的光电转化效率。