高效稳定的柔性太阳能电池有着广泛的应用前景。在各种柔性电池当中,以金属丝为基底的丝状敏化太阳能电池因具有制各方法简单、可编织、效率受光照角度影响小和易集成等优点,引起了人们广泛的关注。目前这种电池发展尚不成熟,在电极材料制备、电池结构设计等方面有许多可研究的空间。本论文选用阳极氧化钛丝法来制各具有TiO2纳米管阵列结构的丝状光阳极,系统研究了合成条件对TiO2纳米管阵列薄膜生长的影响,着重研究了TiO2纳米管阵列组装丝状太阳能电池的性能和影响因素。具体工作如下:　　 (一)研究了阳极氧化电压和电解液组成等合成条件对Ti片上纳米管形貌和生长速率的影响。通过分析纳米管管长、管间距、外径和壁厚等形貌参数对表面积的影响来选择合适的阳极氧化条件,讨论了在较大管径和较小管径下纳米管的长度对背入射式敏化电池光电参数的影响。并对透明导电玻璃为基底的TiO2纳米管阵列的制备及影响因素进行了研究。　　 (二)搭建了一套电动组装丝状电池装置,实现了对电极缠绕螺距的精确控制。在此基础上,设计并组装了基于TiO2纳米管阵列光阳极结构的丝状染料敏化太阳能电池。该电池采用Ti丝上TiO2纳米管阵列为光阳极,Pt丝为对电极和对电极缠绕在光阳极上的结构。系统地研究了螺距、钛丝直径大小以及纳米管长度对太阳能电池光电化学特性的影响。通过优化螺距和纳米管管长,在标准太阳光下(AM1.5G)照射下,丝状DSC效率可达到5.8%。　　 (三)用喷涂法和刷涂法制备了碳纳米管/钛丝对电极来取代昂贵的Pt丝对电极。用电化学阻抗谱和IE测试研究了喷涂法和刷涂法制备的碳纳米管丝状对电极的催化活性。研究发现碳纳米管膜的催化活性随着碳纳米管沉积量的增加而增加。用喷涂法和刷涂法制备的碳纳米管对电极组装的丝状染料敏化太阳能电池的效率均可以达到Pt丝为对电极的80%,说明碳纳米管对电极作为Pt丝的替代物来制备高效廉价的丝状电池是可行的。此外,与刷涂法相比,喷涂法制备的碳纳米管层厚度可控且与衬底黏附性更好,因而更具实用性。　　 (四)为了克服不透明高效对电极不能用于量子点背入射式电池的缺点,设计并组装了一种新型的丝状量子点敏化太阳能电池,其光阳极为生长于钛丝上的TiO2纳米管,CdS和CdSe量子点作为共敏化剂,对电极为对多硫电解质具有高催化活性的Cu2S。研究了量子点沉积时间和管长对电池性能的影响,最终获得了3.18%的光电转换效率。　　 (五)用光子晶体为模板得到TiO2反蛋白石结构的光阳极。通过同时控制生长温度和气压,加快了模板的生长时间,并得到了很好的重复性。用化学水浴法在光阳极上原位生长CdSe量子点,研究了不同生长时间对电池的光电化学特性的影响。当CdSe沉积时间为8 h时,在标准模拟太阳光照射下(AM1.5G),量子点电池的效率达到3.34%,开路电压可达到700 mV。