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染料敏化平板电极光电化学电池的研究主要是筛选光电转换材料和探讨光电转换机理，但是它的光电转换效率比较低，无法进入实际应用。通过大量的基础研究的数据积累之后，染料敏化纳米晶太阳能电池得以发展。实验证明，通过在平板半导体电极上进行多层吸附并不能增加光电转换效率，这主要是由于无法同时提高量子效率和光捕获效率，在纳米晶半导体电极提出之前，这一问题是制约染料敏化太阳能电池研究的一个主要因数。后来通过纳米晶半导体膜得以实现较高的光电转换效率。其中由于纳米材料许许多多新的奇异的特性，其电子传输机理与体相材料有巨大的差异，呈现出新的电子传输机理。（1）采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶二氧化钛薄膜，通过扫描电镜观察了其形貌，X射线衍射表征显示出制备的薄膜具有大量的锐钛矿晶型和少量的金红石晶型，不含有板钛矿晶型，根据Scherrer公式计算出薄膜的晶粒的平均尺寸为25nm。通过光电特性的测定,发现短路光电流与入射光强成对数直线关系，直线斜率为1.41；开路光电压与短路光电流成半对数直线关系，可以认为纳米晶二氧化钛薄膜电极符合半导体光电化学电池Schottky势垒的开路光电压Voc与短路光电流Isc的相互关系，计算出纳米晶二氧化钛薄膜的理想因子n为1.89；并发现反面光照产生的光电流大于正面光照产生的光电流。（2）采用浸渍吸附法对纳米晶二氧化钛薄膜进行染料敏化。通过有机光敏染料分子的吸附功能基团与纳米晶薄膜电极的相互作用，使染料与纳米晶薄膜表面之间建立电性耦合，实现染料激发态向二氧化钛导带有效注入电子，形成复合光电薄膜材料。通过光电流-光电压特性曲线测试和计算得到，其开路光电压(Voc)为0.56，短路光电流(Isc)为18.27mA/cm2，填充因子(ff)为40.9%，总体光电转换效率(Eff)为6.93%。（3）采用溶胶-凝胶法掺杂金属离子到二氧化钛薄膜中，并测定性能发现，掺杂金属Zn和Cd离子的二氧化钛薄膜的光电流比纯二氧化钛薄膜大的多。这主要是由于它们本身是半导体，也可产生电子-空穴对，并产生的速率大于通过<WP=7>复合中心复合的速率，从而增大光电流。通过实验证明，有机光敏染料敏化纳米晶二氧化钛薄膜制备太阳能电池是可行的