随着当代工业的迅速发展和人口的持续增长,人类生活对电能的需求急剧增加,电能的转换和储存变得越来越重要。电能可以从煤炭、风能、水能、太阳能等各种能源转换。在各种各样的能源中,太阳能作为一种新型的能源因其突出的优势而引起研究者的广泛关注。太阳能具有诸多的优点,如取之不尽、用之不竭、安全无污染、且成本低、不受地域限制,所以对太阳能的开发和利用更引人瞩目。然而太阳能转换成的电能最终要被储存起来才能被各种电子设备所使用,所以开发先进储能系统也显得尤为重要。锂离子电池是先进储能系统的代表之一,近年来也因其显著的优越性而成为目前最有前景的储能手段之一。锂离子电池具有诸多的优点,如循环寿命长、能量密度高、自放电低、无记忆效应、放电电压高。所以太阳能电池和锂离子电池的发展对电能在实际中的应用都发挥着举足轻重的作用。无论是太阳能电池还是锂离子电池,所使用的电极材料都是整个系统的关键与核心,它直接影响电池的性能,所以开发性能优异的电极材料是制备高性能电池的关键。对于电极材料本身来说,纳米结构、微观形貌、比表面积、表面修饰等对其性能都有着重要的影响。在各种形貌结构的电极材料中,一维纳米材料有着独特的光学和电学性质。一维纳米结构电极材料将电子的传输限制在特殊的维度上,避免了电子在诸多颗粒晶界处的传输阻力。本论文的工作主要包括采用多种方法制备了一维ZnO超长多孔纳米带、ZnO叠层纳米线以及一维钙钛矿型复合氧化物(SrSnO3纳米棒和C@CaSnO3纳米管),并将超长ZnO多孔纳米带、ZnO叠层纳米线分别用于染料敏化太阳能电池(DSSC)和量子点敏化太阳能电池(QDSSC)的光阳极；将SrSnO3纳米棒和C@CaSnO3纳米管用于锂离子电池的负极。另外,研究了这些一维结构对电池性能的影响。具体的研究内容如下：1.成功获得了一种具有等级结构的ZnO超长多孔纳米带,并得到了效率较高的DSSC.首先采用水热法直接在FTO玻璃上制备了单晶ZnFOH超长纳米带阵列薄膜,得到的单晶纳米带长度达到32μm,而且密度较大。在单晶ZnFOH超长纳米带阵列的生长过程中,NH4F的加入起着重要的作用。NH4F控制着整个生长溶液的超饱和度,并作为ZnFOH纳米带定向生长的形貌控制量。通过后续的热处理,得到了超长ZnO多孔纳米带阵列薄膜。通过SEM、TEM等手段对样品进行形貌和结构表征,结果显示该膜具有极大的内表面积,同时HRTEM观察表明构成薄膜的单根纳米带具有一种近似单晶的结构。把制备的超长ZnO多孔纳米带阵列薄膜应用于DSSC,在膜厚为27μm时获得了3.28%的光电转换效率。该等级薄膜是一种合适的DSSC光阳极材料。2.首次构筑了CdS和CdSe量子点的分区有序负载ZnO纳米线的双层复合QDSSC,并研究了其光电性能。采用“嫁接生长”ZnO纳米线的方法在FTO基底上制备了CdS和CdSe量子点的分区有序负载ZnO纳米线的双层复合结构。这种双层的分区敏化结构大大提高了对太阳光的捕获量,并且有助于光生电子快速传输到基底。光电测试结果显示CdS/CdSe分区有序敏化ZnO纳米线的双层复合结构光阳极的光电性能要远远好于CdS单独敏化ZnO纳米线阵列光阳极。3.成功合成了SrSnO3纳米棒锂离子电池电极。首先采用超声共沉淀的方法制备了SrSn(OH)6纳米线,在SrSn(OH)6纳米线的形成过程中,超声和Na2CO3的加入直接影响着SrSn(OH)6的形貌和晶化过程。经过后续的溶剂热反应和热处理,最终获得SrSnO3纳米棒。将SrSnO3纳米棒作为锂离子电池负极材料,并研究了其电化学性能。SrSnO3纳米棒的循环稳定性比颗粒要好,在50次循环后,仍然保留了200mAh g-1的容量,比初始容量容量仅衰减了50mAh g-1。4.制备了碳包覆的CaSnO3纳米管(C-CTO NTs)锂离子电池电极。采用无水乙醇和去离子水的混合溶剂热处理CaSn(OH)6纳米管前驱体而直接获得了C-CTO NTs。该种方法简单、便捷。这种混合溶剂热方法提高了C-CTO NTs的热稳定性,通过后续的热处理,成功得到了结晶良好的C-CTO NTS。以C-CTO NTs作为锂离子电池的负极材料时,50次循环后仍保持着300mAhg-1的可逆容量。并且C-CTO NTs电池的循环稳定性及可逆容量均比CaSnO3纳米管(CTO NTs)与CaSnO3纳米颗粒(CTONCs)两种电池要高。