随着世界能源危机的加剧和环境污染的不断恶化,对于发展清洁的绿色能源已成为目前研究者们广泛关注的课题。染料敏化太阳能电池（DSSC）自1991年瑞士洛桑联邦理工学院的Michael Gr?tzel教授取得突破性进展后,因其高效、低成本、易于制造以及较高的转换效率等优点,成为最有希望得到应用的新型太阳能电池之一。对电极作为DSSC的一个重要的组成部分,扮演着收集来自外电路的电子和催化还原氧化态电解质的重要角色。铂因其具有优异的电催化性能和高的电导率,通常被用作DSSC的对电极材料,但是其昂贵的制造成本和在电解液中较差的稳定性限制了其在DSSC中的实际应用,因此探索具有低成本、高活性、高稳定性的新型对电极催化材料成为目前DSSC发展的一个关键。本文以碳纳米管和石墨烯等碳材料为载体,在制备高效、低成本的非铂DSSC对电极中,主要开展了以下研究工作:（1）采用简单的水热法制备中空CoFe₂O₄纳米颗粒,然后采用化学气相沉积法在中空CoFe₂O₄纳米颗粒表面原位生长碳纳米管（CNTs）制备中空CoFe₂O₄@CNTs复合材料,并将纳米级的导电聚吡咯掺入至复合材料中,展现出了优异的催化I₃^-还原的能力,获得了6.55%的光电转换效率和优异的电化学稳定性。（2）通过一步溶剂热法成功合成出了具有三明治结构的八面体二硫化钴/还原氧化石墨烯（CoS₂/RGO）复合材料。由于独特的三明治结构,以及RGO的导电性和CoS₂的催化活性,此复合材料展现出了优异的电催化活性,获得了高于Pt电极的7.69%的光电转换效率,并展现出了在电解液中优异的电化学稳定性。（3）通过一步溶剂热法,制备了具有三明治结构的CoS_1.097纳米片/RGO复合材料。由于RGO和CoS_1.097的协同作用以及特殊的三明治结构,获得了6.83%的光电转换效率和优异的电化学稳定性。（4）通过新颖的水热法与离子交换法相结合的两步法制备了超薄壁Co₉S₈纳米管/RGO复合材料。优化后所组装的DSSC获得了高于传统Pt电极的7.58%的光电转换效率,并展现出了优异的重复性和电化学稳定性。（5）首先利用水热法合成出Co（CO₃）_0.35Cl_0.20（OH）_1.10纳米棒/RGO前驱体复合材料,然后在NaHSe溶液中通过原位硒化作用,成功的合成了Co_0.85Se纳米管/RGO复合材料,展现出了优异的催化I₃^-还原的电催化能力,所组装的DSSC获得了最高达7.81%的光电转换效率,这优于Pt电极的7.55%的转换效率。同时在碘系电解液中也呈现出非常优异的电化学稳定性。（6）利用溶剂热法将具有光催化活性的g-C₃N₄量子点（g-C₃N₄ QD）成功的修饰到三维石墨烯上。利用g-C₃N₄ QD对吸收可见光的吸收,进一步提升复合材料对于I₃^-的还原能力。所组装的DSSC获得了与Pt（7.59%）相媲美的7.46%的光电转换效率,并在碘系电解液中呈现出非常优异的电化学稳定性。这为廉价易得的可替代铂的无金属纯碳电催化剂的合成提供了简便高效的策略。