采用半导体纳米晶(量子点，QD)作为吸光材料的量子点敏化太阳电池(QDSC)因具有高效率和低成本的潜质在新型太阳电池的研究中备受关注。近5年来，QDSC的光电转换效率发展迅速，由不足10%提高到了15%以上，具有良好的发展应用前景。其中，新型近红外CuInSe2基量子点吸光材料的设计开发以及负载量的显著增加促进了QDSC效率的快速提升。本文对近年来CuInSe2基量子点吸光材料的开发及其高负载沉积工艺的研究方面进行了总结评述。

作为碳纳米材料家族的一员, 碳量子点(CQDs)以其独特的光电特性、环境友好、制备成本低等优点成为近年来的研究热点, 并在太阳电池、光电催化、传感器等光伏与光电领域展现出广阔的应用潜力。本文以壳聚糖为原料, 采用水热法在酸性、中性、碱性(pH=3,7,10)环境下制备了荧光碳量子点, 并对其光致发光性质和结构进行了表征。TEM测试表明, 随着pH值从3增大到10, 其粒径由2.80 nm减小到1.83 nm。将获得的碳量子点作为光敏化剂, 组装成敏化太阳电池(SSCs), 结果表明pH=3时制备出的CQDs组装的太阳电池具有最高的光电转换效率(PCE)。为了进一步提升SSCs的性能, 将CQDs与N719染料复合, 制备了共敏化太阳电池(co-SSCs)。由于CQDs的上转换特性和良好的载流子传输性能,CQDs/N719基co-SSCs的PCE较CQDs及N719染料单独敏化太阳电池显著提高, 最高PCE达9.13%。这些研究结果为制备碳量子点及组装高效敏化太阳电池提供了新思路。

将经球磨处理的鳞片石墨作为前驱体采用氧化还原法制备石墨烯纳米片（GNs），考察晶体结构变化。将GNs作为催化材料应用于染料敏化太阳电池（DSCs），探讨GNs对电极经热处理对器件光电性能的影响。结果表明，采用球磨对鳞片石墨进行预处理，能改进GNs的晶体结构，即厚度减薄、晶面间距d(002)增大。晶体结构改进后的GNs具有更高的催化活性和更强的氧化还原对扩散能力，相应地，DSCs的转换效率得到大幅度的提升。GNs对电极经热处理，能进一步提高对电极的催化活性以及氧化还原对扩散能力，最终促使器件的转换效率从1.17%增加到1.54%，增幅达到31.3%。

利用两步阳极氧化法, 在钛片上成功制备了高质量的二氧化钛纳米管阵列薄膜。利用场发射扫描电子显微镜, 对二氧化钛纳米管阵列薄膜进行了形貌表征。之后, 将不同厚度的薄膜组装成背光式染料敏化太阳电池, 并测量了它们的光电转化性能。发现, 随着薄膜层厚度的增加太阳电池的转化效率也逐渐提高。当薄膜厚度为15μm时, 电池的转化效率达到3.04%。

详细讨论了染料敏化太阳电池二氧化钛纳米粒子、丝网印刷胶体、二氧化钛电极、对电极、电解质的制备方法，得到最优化的TiO2纳米晶电极的厚度为12μm左右。通过改善电极染料吸附量、纳米晶颗粒间的电接触性能以及电极对可见光的透射和反射能力，电池的光电性能得到显著提高。

制备了一种新型的染料敏化太阳电池的光阳极, 该电极由溶剂合成的具有高比表面积和良好光散射特性的ZnO介孔微球组成。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱仪及N2吸附脱附等手段, 分析了介孔ZnO微球的结构和形貌。所得介孔微球尺寸在亚微米范围, 比表面积约为50m2·g-1。将ZnO介孔微球成功应用到染料敏化太阳电池中, 当光阳极为3μm时, 组成的原型器件的短路电流密度约为45mA·cm-2, 开路电压约为602mV,转换效率可达128%。研究结果表明, ZnO介孔微球是一种优异的染料敏化太阳电池的光阳极材料。