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随着社会发展需要，人类对地球资源的利用量越来越巨大，耗费速率越来越迅速，而地球的资源蕴含是极其有限的，因而导致了全球变暖、环境污染等问题。如何合理利用太阳光并制造高效经济太阳能电池成为科学界解决这一问题的一种有效手段。二氧化钛(TiO2)纳米材料作为太阳能电池常用的材料，在环境净化、水处理、排气净化、脱臭、耐候、抗老化、汽车面漆等方面有着诸多研究;同时，它还可以作为去除甲醛光触媒产品里的主要原料，在信息、材料、能源、环境、卫生与医疗等领域拥有广泛的应用前景。然而，因TiO2的禁带宽度(～3.0eV)导致其只能吸收太阳光中的紫外区域，限制太阳光的有效利用。所以，相关课题组已经进行了TiO2复合材料的研究工作。在本文中，主要内容如下: 1.通过改进连续离子层吸附反应(SILAR)的方法，制备稳定的Bi2S3量子点(QD)用于修饰TiO2纳米棒(TNR)阵列并增强其光电化学(PEC)性能。在上述过程中，使用硫蒸气代替Na2S水溶液作为前驱体来防止QDs的光分解，使用3-巯基丙酸用作稳定剂来阻止Bi的前驱体溶液(Bi(NO3)3)水解，通过连续离子层吸附反应沉积ZnSe钝化层抑制界面电荷复合。对制备的复合结构进行形貌、组成、光学和PEC性能分析，结果显示了Bi2S3量子点的理想带隙和高吸收系数可以提高QD敏化TNR薄膜在可见光范围的吸收和PEC性能。与纯的TNR薄膜相比，ZnSe在敏化膜上的沉积导致进一步的PEC性能显著增强，实现0.11mA/cm2的光电流密度和37.9ms的电子寿命，这归因于ZnSe钝化层对电荷载流子复合的有效抑制。因此，涂有ZnSe钝化层的Bi2S3QD敏化TNR薄膜的合成和环境友好性使其成为太阳能驱动装置的有希望的组件。 2.采用两步水热法成功制备了一种用MoS2纳米片修饰的新型TiO2纳米片(TNS)阵列薄膜。首先在FTO基板上合成致密的纳米片构成多晶TNS膜，并且在TNS的{101}表面上选择性地加载一层MoS2纳米片。研究了MoS2/TNS薄膜的结构、表面形貌、光学性质和光电化学性能。可以通过调节前驱体溶液浓度来控制TNS上MoS2纳米片的量和覆盖率。与纯TNS相比，MoS2/TNS复合薄膜在可见光范围内表现出更强的吸收和更低的电子-空穴复合率。此外，MoS2/TNS薄膜具有最佳的光电流密度(138μA/cm2)，比纯的TNS(6.4μA/cm2)高21倍。优异的光电化学性能归因于MoS2/TNS薄膜中独特的结构，复合薄膜延长了光响应的范围和有效的促进了光生电子-空穴对的分离。