硫化镉具有优异的光电性质,这使得硫化镉纳米结构在可见光波段光电应用领域,如光电探测器、太阳能电池、光辅助气体探测器,光电化学制氢、光催化等,都有广泛的应用和良好的表现。纳米材料器件的性能与材料的质量和器件的架构密切相关。本论文从硫化镉纳米结构的生长出发,设计和制备高性能的硫化镉纳米结构光电器件。第一章中,我们简要讨论了光电器件的基本原理,概述了硫化镉纳米结构的生长方法及其在各领域内的光电应用,并总述了本论文的主要内容。第二章中,我们发展了化学浴沉积生长的方法,采用原本常用于薄膜生长的化学浴沉积方法,简单快捷地制备得到了硫化镉纳米片阵列结构。通过对硫化镉纳米片阵列的形貌、结构和发光特性表征,证明了其具有结晶质量较好的闪锌矿结构。进一步的生长研究表面,化学浴沉积方法生长硫化镉纳米片阵列对衬底依赖较小,具有一定普适性。最后,我们通过改变生长前驱物浓度和生长时间,对纳米片阵列的生长过程和生长机理做了研究,推断络合物的形成与分解可能在生长过程中起到重要作用。第三章中,我们讨论了器件架构对光电探测器性能的影响,并设计制备了垂直架构的硫化镉纳米片阵列光电导型光电探测器。我们对探测器的性能做了详细的研究和表征,发现硫化镉纳米片阵列光电探测器具有优异的综合性能。在10 V工作电压,1.1 mW/cm2的440 nm单色光照射下,器件开关比可达到～100,响应度达到629A/W,比探测率达到1.4×1013 Jones,表现出良好的光响应性能和弱光探测能力。我们推测器件这一出色的综合性能来源于纳米片阵列结构更高效的光吸收和垂直架构更好的光生载流子收集效率。最后我们对可能进一步提升器件性能的方法进行了简单的讨论。第四章中,我们将化学浴沉积方法生长的硫化镉纳米片阵列应用到光电化学制氢领域中,制备得到了硫化镉纳米片阵列光阳极。我们对光阳极的性能做了初步表征,在5 mW的632 nm单色光照射下,器件饱和光电流密度可以达到1 mA/cm2数量级,表明其较好的应用潜力。进一步地,我们分别研究了TiO2、Al2O3和Nafion表面修饰对硫化镉纳米片阵列光阳极性能的影响,结果表明其性能制约因素可能来自材料内部缺陷。因此,提高纳米片结晶质量和减少体内缺陷,有望进一步提高CdS纳米片阵列光阳极的性能。