现代工业的发展带来了两个需要迫切解决的问题：一是对能源的需求日益迫切，另一个是工业发展对环境造成的破坏。而以半导体材料为基础的染料敏化太阳能电池(DSSCs)和半导体光催化技术恰好有希望在这两个问题上发挥重大作用而受到越来越多的关注。这两个看似不同方向的研究却有着类似的过程：光子的吸收，光生电子空穴的分离，电子在半导体材料中的传输，尽可能地避免光生电子空穴对的再复合。　　 然而就目前而言，不论是DSSCs还是半导体光催化技术，一些影响光电转化效率和光催化效率提高的相关光电过程的不利因素仍然未能得到较好的理解和解释，无法针对性地提出解决问题的途径，这严重制约了DSSCs和半导体光催化技术的发展。为此，本论文选择被广泛应用于染料敏化太阳能电池和半导体光催化技术的宽带隙半导体材料ZnO作为研究对象，探讨ZnO材料中与太阳能光电转化相关的机制问题。　　 本论文主要包括三部分内容：　　 一，用ZnO单晶片和FTO作为集电极，分别用水热法、CVD法在ZnO、FTO基底上生长出纳米棒阵列、纳米花结构。实验数据表明，用与在FTO基底上生长纳米线类似的方法在ZnO基底上很难长出均匀分散的纳米棒，这可能是由ZnO的生长特性决定的。将长有ZnO纳米花薄膜的Zn面-ZnO基底、O面-ZnO基底和FTO基底组装成DSSCs并测试效率，发现Zn-ZnO基底效率好于FTO基底，而FTO又好于O面。这是由于极性场的存在加快了ZnO单晶基底附近电子的传导速率。通过Zn气氛退火人为掺杂提高ZnO电导率之后的ZnO纳米棒光电阳极的短路电流明显升高，说明提高纳米棒的电导率有利于电池效率的提升。　　 二，在FTO上用水热法生长纳米花薄膜，用N719敏化并组装成电池进行测试，探讨影响ZnO基DSSCs效率提升的原因。实验中发现，随着敏化时间的延长，纳米花被腐蚀的程度越深，得到的电池效率就越低。同时实验还发现，纳米花被腐蚀得越深，则染料吸附的量就越少，光生电流密度就越小。因此可以认为，ZnO的表面腐蚀是造成ZnO基DSSCs效率低下的一个重要因素，这为合成ZnO基DSSCs专用染料提供了借鉴。　　 三，在具有可观测光催化活性的ZnO单晶上溅射一层Ag、Pt岛薄膜，构建准块体的金属-半导体光催化材料体系，排除了纳米化所带来的界面态及尺寸效应对光催化活性的可能的影响，同时，准块体体系还能够利用宏观仪器进行进一步的测试。我们的实验发现，在Ag-ZnO、Pt-ZnO准块体体系中，金属-半导体异质结的存在并不当然地提高半导体的光催化效率。宏观电学测试实验也表明与理论分析并不相符。这为金属-半导体异质结光催化材料的合成制备提供一个新的思路。