染料敏化太阳能电池（Dye-Sensitized Solar Cells,简称DSSCs）作为第三代新型太阳能电池,因具有生产成本低廉、设计工艺简单、能量转换效率高以及绿色环保等优点,成为近几年研究的重点。DSSCs主要由吸附有染料的半导体薄膜光阳极、电解质和对电极三部分组成。其中,对电极主要负责收集从外电路来的电子,催化氧化还原电对（I^-/I₃^-）的循环再生。因此,对电极材料的催化性、导电性和稳定性对整个电池系统的性能有着十分重要的影响。传统的对电极为铂（Pt）对电极,但Pt电极易被电解液腐蚀,且制作成本高,严重影响了DSSCs的稳定性和产业化生产。因此,寻找高效低成本的Pt的替代材料成为对电极研究的热点。本文的主要工作是制备新型高性能的低铂或非铂催化电极材料,将其应用于DSSCs。并研究新型电极材料的催化性能以及DSSCs的光电转换性能。主要工作如下:（1）首先利用静电纺丝技术制备出碳纳米纤维（CNFs）,然后以碳纳米纤维为载体,采用高温油浴法合成了碳纳米纤维负载Pt₃Ni合金复合材料（Pt₃Ni/CNFs）,并对Pt₃Ni/CNFs复合材料进行过渡金属铼（Re）掺杂,制备出碳纳米纤维负载Re掺杂的Pt₃Ni合金复合材料（Re-Pt₃Ni/CNFs）,通过XRD测试可知Re掺杂后纳米颗粒的结晶度更好,使得合金材料的稳定性提高,通过循环伏安（CV）、塔菲尔极化曲线（Tafel）及电化学交流阻抗（EIS）等一系列电化学测试证明复合材料Re-Pt₃Ni/CNFs具有很高的催化性能,基于Re-Pt₃Ni/CNFs对电极的DSSCs获得了9.36%的能量转化效率,高于Pt对电极（7.33%）。以上所有数据表明:在DSSCs对电极中,低铂材料Re-Pt₃Ni/CNFs可以作为Pt的替代品,同时也证明,对材料进行过渡金属掺杂有利于提高其催化活性。（2）以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）,聚丙烯腈（PAN）、Co（NO₃）₂·6H₂O为纺丝原料,采用工艺简单,低成本的静电纺丝技术制备了一种新型氮掺杂钴基碳纳米纤维（Co-N-CNFs）电化学催化材料并将其运用于DSSCs的对电极。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察其形貌,显示:与钴基碳纳米纤维相比,氮掺杂的钴基碳纳米纤维复合材料中钴微粒（15nm左右）均匀嵌入到纳米纤维内部,极少数完全分散在纳米纤维表面;利用CV、Tafel及EIS等测试Co-N-CNFs对电极的还原性能,证明与大量Co微粒结合的多孔碳纳米纤维由于氮掺杂效应,Co-N_x集群作为催化活性位点,以其组成和结构的优势展现了优良的电催化性能。基于Co-N-CNFs对电极的DSSCs的能量转换效率达到8.78%,比相同条件下基于Pt对电极的DSSCs提高了19.6%。可见制备复合对电极材料对降低DSSCs成本并提高其效率是可行的。（3）采用原位碳包覆和奥氏熟化的方法,在溶液中合成了碳包覆中空的Ni₃S₄微球（Ni₃S₄@C）。薄碳层和空心结构增强了Ni₃S₄的导电性和电化学性能。其次,以静电纺丝碳纳米纤维为载体,将Ni₃S₄@C负载到碳纳米纤维表面制备出新型低成本的复合材料（Ni₃S₄@C/CNFs）。并将其应用到DSSCs对电极中用来研究复合材料的光电性能。由于碳纳米纤维的存在,可加快电子的传输速率,并且Ni₃S₄@C作为活性位点,更有利于I₃^-的还原。通过电化学测试结果显示,新型复合对电极材料Ni₃S₄@C/CNFs表现出优异的催化性能,远远优于Pt对电极,这归功于碳纳米纤维良好的导电性与Ni₃S₄良好催化活性的结合。综上所述,本文设计并合成了基于碳纳米纤维为载体的低铂或无铂的复合对电极材料,并将其应用到DSSCs对电极中研究其光电性能。复合材料表现出优于传统Pt对电极的催化性能,降低了DSSCs的制备成本,增强了DSSCs的市场竞争力。