随着资源短缺和环境污染问题的日益突出，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源越来越受到世人的关注。通过太阳能光伏系统进行光电转换是人类利用太阳能的主要途径之一。在太阳能光伏系统里，太阳能电池和蓄电池成为最关键的两个部件。染料敏化太阳能电池(DSCs)具有成本低、理论转换效率高、制作工艺简单等优点，成为近年来太阳能电池领域的研究热点。为此，国内外在对DSCs的光阴阳极、电解质，生产工艺以及电池结构等方面均进行了不断的探索。其中，作为DSCs重要组成部分的光阴极起着催化还原I<,3><'->和电子转移的作用，其电催化性能对整个DSCs的光电转换性能有着重要的影响。目前，DSCs光阴极主要是采用贵金属材料Pt作催化电极。然而其昂贵的价格限制了它的实际应用。因此，对低成本高性能光阴极的研究与开发就成为本论文的焦点。同时，将太阳能光电转换获得的电能进行蓄电需要高能量密度的蓄电池。目前，具有充放电速率高，耐过充放电能力强，维护简便，循环寿命长等特点的碱性镍蓄电池备受人们青睐，成为蓄电池重点发展的方向之一。在碱性镍蓄电池中，镍电极的正极活性物质都是氢氧化镍，对电池的容量和寿命起着关键作用。因此，加强对正极活性物质Ni(OH)<,2>的基础研究具有重要的意义。本论文主要内容如下： (1)染料敏化纳米TiO<,2>太阳能电池主要是由纳米多孔TiO<,2>薄膜、染料光敏化剂、电解质、光阴极等几个部分组成，各部分性能的好坏直接影响到整个DSCs的性能。因此，我们通过对DSCs的系列工艺实验来优化DSCs的光电性能，已成功获得了9.3％光电转换效率的染料敏化太阳能电池，这为后面深入进行DSCs的研究提供了良好的实验基础。 (2)经高温裂解得到的球形乙炔黑(AB)，其具有良好的导电性和较大的比表面积。采用旋涂法，将球形乙炔黑均匀涂敷在导电玻璃上，用作DSCs的光阴极，有利于增大电解质与光阴极间的接触，减小电池内阻，可以有效地提高其电催化活性，从而获得较高的光电转换效率(5.76％)。为降低电池的成本进行了一些有益的探索。 (3)在AB电极研究的基础上，通过浸渍和热分解的方法，我们制得了载铂量低的新型Pt/AB光阴极。SEM和TEM分析表明，Pt纳米颗粒均匀的分散在AB 表面。Pt/AB电极的载铂量仅为2.0μg/cm<'2>，远低于DSCs中常用的载铂量为5-10μg/cm<'2>的Pt电极。电化学测试表明，Pt/AB光阴极的电荷交换电阻为1.48Ωcm<'2>，用于DSCs中获得8.6％的光电转换效率。这为降低贵金属Pt的使用，进而降低DSCs制造成本有着重要的实际意义。 (4)以多孔氧化铝为模板，在不同溶液浓度下，用化学沉积法制备了氢氧化镍纳米管。采用XRD，SEM，TEM和HRTEM等手段，对产物的物相、表面形貌及微结构进行了表征。结果表明所得产物是高纯度的氢氧化镍纳米管，外径约为180～220nm，管壁厚20～30nm。将所制备的氢氧化镍纳米管制成电极，其电化学性能测试表明，Ni(OH)<,2>纳米管的中空结构特点，能够有效地提高镍电极的充电效率、放电比容量、高倍率及高温放电性能。在20℃下以50mA/g和150mA/g的放电电流密度下，Ni(OH)<,2>纳米管电极的最高放电比容量分别为315mAh/g和265 mAh/g；此外，Ni(OH)<,2>纳米管电极在60℃以150mA/g的电流密度放电时，放电比容量仍有205 mAh/g。机理分析表明：中空结构的Ni(OH)<,2>纳米管对于提高碱性镍蓄电池的综合性能有着极为重要的意义。