本文采用两步水热法在长有TiO₂种子层的FTO导电玻璃上制备分级的TiO₂分枝纳米棒阵列结构。利用低温化学浴沉积法在TiO₂分枝纳米棒阵列上沉积Sb₂S₃纳米粒子,形成TiO₂/Sb₂S₃双电子层复合薄膜电极。然后在TiO₂/Sb₂S₃复合薄膜电极上旋涂有机共轭聚合物P3HT,接着旋涂空穴传输层材料Spiro-OMeTAD,以金属Ag为光阴极材料,组装成结构为FTO/TiO₂/Sb₂S₃/P3HT/Spiro-OMeTAD/Ag的杂化太阳电池器件。通过对不同薄膜电极及电池器件的表征和光电性能测试,优化了杂化太阳电池器件的制备工艺。采用SEM、TEM、XRD、瞬态光电流和紫外-可见吸收光谱手段对不同水热反应条件下所制备的TiO₂分枝纳米棒阵列进行表征分析,从而确定制备TiO₂分枝纳米棒阵列的最佳水热反应条件;采用相同的表征手段对制备的TiO₂/Sb₂S₃复合薄膜电极进行分析,由此来确定最佳的化学浴沉积条件;采用光致发光、电化学阻抗、J-V特性曲线和开路电压衰减等测试手段对不同的电池器件进行研究。结果表明,当添加P3HT的浓度为15 mg/mL时,所组装成的杂化太阳电池器件的光电转换效率为4.67%。在此条件下,不进行Sb₂S₃纳米粒子的敏化作用的电池器件的光电转换效率仅为1.30%。而将TiO₂分枝纳米棒阵列换成一维有序的TiO₂纳米棒阵列所组装成的杂化太阳电池器件的光电转换效率由4.67%降低到了2.94%。由此看来,对无机纳米半导体的形貌结构的优化并选择与之能级匹配的窄禁带半导体进行修饰,可以有效的改善杂化太阳电池器件的光电性能。