染料敏化太阳电池(DSSCs)是非常有前景的第三代环保型太阳电池,口前DSSCs产业化的瓶颈问题在于效率低、成本高、寿命短。虽然以Ti02纳米晶作为光阳极、以贵金属Pt作为对电极的DSSCs初步获得了成功,但是纯Ti02纳米晶薄膜和Pt存在许多缺点：一方面,Ti02存在严重的表而复合和较低的光利用率；另一方面,Pt金属具有昂贵性、低储备量、对液态电解质的不稳定性等特征。因此需要需求新型DSSCs光阳极材料和对电极材料、设计新型的DSSCs电池结构、合成高性能的半导体材料和对电极材料、得到新型结构的染料敏化太阳能电池、探索能够大幅度提高太阳电池光电转换效率和低成本制备的新途径。开展染料敏化太阳电池光阳极材料和对电极材料的研究,对降低DSSCs的制作成本、初步探寻工业化生产的途径,具有重要意义。本文对DSSCs光阳极和对电极的相关材料的制备及性能进行了研究,并将这些材料应用于DSSCs,组装了以分级结构的花状Sn02或者α-Fe2O3为光阳极,以聚苯胺／还原氧化石墨烯(PANI-RGO)或者多壁碳纳米管／聚苯胺(MWCNTs-PANI)为对电极的几种DSSCs器件。研究了分级结构纳米材料对DSSCs光散射、电子传输等方面的影响。采用FESEM、TEM (HRTEM)、AFM、台阶仪等表征于段,对制备的Sn02、α-Fe2O3、PANI-RGO、MWCNTs-PANI等材料进行了形貌分析。采用XRD、Raman、 FTIR、XPS、UV-Vis等表征手段，对SnO2、α-Fe2O3、PANI-RGO、MWCNTs-PANI纳米材料或薄膜的成分和结构进行了分析。采用I-V、IPCE、EIS、IMVS/IMPS等表征手段,对组装的DSSCs器件的光伏性能、电子传输动力学过程、界面动力学等进行了研究。主要研究结果如下：1.采用水热合成法,成功制备两种新型的多功能花状分级结构的Sn02和α-Fe2O3纳米材料,制备的纳米材料性能优越。将Sn02和(?)α-Fe2O3纳米材料运用于染料敏化太阳电池光阳极中。结果发现,这些分级堆积的SnO2和α-Fe203纳米花,在成膜的过程中,通过3D颈接,很大程度上提高了内部纳米花的连接,加速了电子传输,同时,较之商用的P25-TiO2纳米颗粒,该分级结构的纳米材料具有高效的散射能力和更长的电子寿命。通过对组装所得的各电池样品进行IV测试,我们发现分级堆积的SnO2-TiCl4(100)纳米花光阳极所组装的电池具有优异的光电性能,得到较高的光电转换效率(5.6%)。卓越的光散射能力,长的电子寿命和低的电子复合导致了基于SnO2-TiCI4(100)纳米花光阳极的电池具有高的电流密度和光电转换效率。2.采用低温聚合方法,使苯胺单体在氧化石墨烯(GO)或多壁碳纳米管(MWCNTs)酸性溶液中原位聚合。成功制备了两种新型的聚苯胺／还原氧化石墨烯(PANI-RGO)和多壁碳纳米管-聚苯胺(MWCNTs-PANI)纳米复合材料。将其在染料敏化太阳电池对电极中的应用进行了研究。因PANI-RGO具有分级的介孔结构和相对较高的比表面积,加之该复合对电极较高的电催化活性和良好的导电性,因此设计新型的DSSCs器件的结构,使用分级结构的花状α-Fe2O3作为光阳极,PANI-RGO复合薄膜作为对电极。结果发现花状α-Fe2O3呈现出了一个较好的光电转换效率。合成的多壁碳纳米管-聚苯胺(MWCNTs-PANI)复合材料具有轴-袖结构,通过旋涂,N2气氛中热处理,在导电基底上得到均匀的DSSCs对电极层。这种方法具有通用可操作性,容易在各种类型的基底上制备。MWCNTs-PANI复合薄膜在机械性能、热性能、电性能和氧化还原的催化性能方面均表现出卓越的提高。将这种具有独特的轴-袖结构的复合材料应用到DSSCs的对电极中,得到～7.2%的光电转换效率,这与使用丝网印刷Pt浆料的方法制备的对电极组装而成的DSSCs的效率(7.6%)相当。这种低温聚合的合成方法,在设计低成本碳-导电聚合物纳米材料作为DSSCs的对电极方面,为以后的研究工作提供了一个极具价值的参考。