金属-有机骨架材料是一类通过金属配体与有机配体配位而成的多孔聚合物材料,具有材料来源广泛,制备方法简单的特点。近年来金属-有机骨架材料在气体吸附与分离,电池与超级电容器以及催化等领域得到了大量的应用。并且金属-有机骨架材料独特的结构与形貌使其可以作为制备混合纳米结构材料的前体。新型的金属-有机骨架薄膜的制备技术使得可以将金属-有机骨架材料用于太阳能转化方面。本文设计了两种不同功能的有机配体,分别是具有类卟啉结构的H₂DAP分子以及单核钌有机配体,使用液相外延分步生长法将其制备成金属-有机骨架薄膜。分别作为吸光材料和光电催化材料,研究了金属-有机骨架薄膜在太阳能转化方面的应用。最后研究了金属-有机骨架材料衍生物薄膜在染料敏化电池中的应用。首先,将H₂DAP金属-有机骨架薄膜作为吸光材料应用于固态薄膜太阳能电池中。优化金属-有机骨架薄膜的制备条件,在中等的湿度下制备出高度有序的金属-有机骨架薄膜。通过沉积不同的次数来获得了厚度不同的金属-有机骨架薄膜,在沉积五层DAP金属-有机骨架薄膜时可以获得最高的光电转化效率。将P3HT作为太阳能电池的空穴传输材料,P3HT层不仅加快了空穴的导出速率,并且覆盖住了金属-有机骨架薄膜的缺陷,提高了光电流。最后取得的效率为0.065%。其次,将基于单核钌有机配体的金属-有机骨架薄膜用于光电催化水氧化中。利用了金属-有机骨架薄膜材料外延生长的特点,在钒酸铋上修饰分子催化剂材料。其高度有序的片状骨架结构增大了与水的接触面积,增加了反应活性位点,提高了钒酸铋光生电荷的分离效率,从而提高了钒酸铋电极的光电水氧化效率。此外催化剂的负载量可以通过改变金属-有机骨架材料的沉积次数来调节。结果表明,此工作发展的新型的负载分子催化剂的方法具有很好的普适性,利用外延生长法易于与其他材料形成异质结构。最后,将金属-有机骨架衍生材料制备成薄膜用于染料敏化电池中。ZIF-67金属-有机骨架在氢气气氛下碳化,形成纳米碳管包裹钴纳米颗粒的结构。这种使用金属-有机骨架材料衍生的碳对电极材料具有制备成本低,催化效果好的特点。碳纳米管包裹的金属钴颗粒极大的增加了反应的活性位点,提高了电催化还原I₃^-的能力,从而使染料敏化电池的光电转化效率得到了显著的提升。相比于使用铂电极,光电转化效率提高了9%。