染料敏化太阳能电池（DSSC）以其制备工艺简单、成本低廉和光电转化率高等优点,而受到普遍关注,并成为近年来的研究热点。它主要由光阳极、染料敏化剂、电解质和对电极等四部分组成。作为电池的核心部分,光阳极的性能对电池的光电转化效率有着重要影响。传统的光阳极是由纳米晶多孔薄膜组成,电子在这种无序的纳米多孔膜当中传输时需要经过较多的纳米晶间界面,路径比较复杂,平均传输距离较长,薄膜电阻较大,因此光电子在此类光阳极中比较容易与电解质中I₃^-发生复合而产生较大比例的暗电流,从而导致较高的能量损失和较低的光电转化效率。对于DSSC的光阳极来说,较高的光吸收效率、较低的电子复合率、较长的电子寿命、较低的薄膜电阻等因素有利于DSSC获得高的光电转化效率。适当的光阳极纳米薄膜厚度、有效的反射层、较小的暗电流、一维ZnO纳米线形成的高效电子传输通道等因素有利于使薄膜同时兼具较高的光吸收效率、较低的电子复合率、较快的电子正向传输效率和较长的电子寿命。为了使ZnO光阳极同时兼具以上优点,我们对特殊形貌的T-ZnOw光阳极进行了重点研究,通过T-ZnOw与ZnO纳米颗粒相互结合,制备出了高效率的新型复合光阳极。1.ZnONP/T-ZnOw双层光阳极的制备及性能研究。我们设计了一种双层结构的光阳极,它包括作为基层的纳米ZnO多孔薄膜层,作为漫反射层的T-ZnOw层,其中T-ZnOw的一维针状晶须可以插入纳米ZnO薄膜层中。我们发现可以通过自吸附和自插入的方法在ZnONP表面吸附一层T-ZnOw反射层,同时T-ZnOw的针尖插入ZnO薄膜当中,插入薄膜的一维针尖可以充当一维低电阻电子传输快速通道,而没有插入的部分可以同时作为光反射层。这种新结构能使电池的光电转化效率获得大幅度的提高,与单层ZnO光阳极相比,拥有自吸附T-ZnOw反射层的双层染料敏化太阳能电池的光电转化效率提高了26.3%。同时我们还发现当四针状氧化锌晶须插入ZnO纳米薄膜后所形成的双层光阳极比晶须未插入ZnO纳米薄膜的双层光阳极具有更高的光电转化效率,效率进一步提高了16.5%。这是因为插入纳米ZnO多孔薄膜中的一维纳米针尖部分可以做便于电子传输的低电阻快捷通道,能使光生载流子的复合减弱,增加光生电子寿命,这些特点使电池的整体光电转化效率从3.45%（传统单层光阳极）大幅度提高到5.08%（针插入的双层光阳极）。这种特殊的双层电池结构及其反射层的自吸附和自插入的制备方法为高效染料敏化太阳能电池的发展及大规模生产技术开辟了一条新的途径。2.ZnONP/ZnONP/T-ZnOw三层光阳极的制备及其光电性能研究。注入到FTO上的电子会和电解液中氧化性离子发生复合反应,产生暗电流,降低电池光电转化效率,为了减小电子的复合概率,减小由此引起的暗电流,我们在ZnONP/T-ZnOw双层光阳极的基础上,在FTO的表面添加了一个ZnO致密层,形成ZnO/ZnONP/T-ZnOw三层复合光阳极,主要结构是:从衬底开始是尺寸最小的ZnO致密层,中间是纳米ZnO多孔薄膜层以及最上层的T-ZnOw散射层。在这里ZnO致密层可以改善多孔薄膜层与导电玻璃的电学接触,增加电学接触面积,提高多孔薄膜层中电子的导出效率,减小电子与电解质中I₃^-复合概率,而比表面积较大的多孔薄膜层可以吸附更多的染料,产生更多的光生载流子,T-ZnOw散射层既可以在多孔层中充当电子传输的通道又可以做散射层,结果表明这种自插入的三层光阳极比添加致密层的双层光阳极具有更高的光电转化效率。