纳米光电功能材料可以用于光催化和染料敏化太阳能电池。半导体光催化剂能够利用丰富的太阳能来还原二氧化碳或分解水产生氢气，这对于全球新能源的开发以及环境的治理有着重大的意义。传统的以二氧化钛为代表的光催化剂带隙较宽，只能吸收和利用太阳光中少量的紫外光部分，同时光生载流子很容易发生复合，为了实现光催化还原二氧化碳走向现实产业化应用，开发新型高效的催化剂是必然的趋势。近年来的研究发现，铋系化合物，如氧化铋、卤氧化铋和钨酸铋等，具有优良的光催化性能，成为潜在的高效新型催化剂。硫化铋和卤氧化铋BiOX(X=Cl，Br，I)是其中最有代表性的具有独特层状结构的化合物，层间距在几个纳米之间，可以利用层状空间及特殊的层间化学反应活性使电子与空穴在不同反应点进行反应，增强光生电荷的分离，加速光催化反应的进行。同时，染料敏化太阳能电池作为一种光电转换功能器件，由于其较高的光电转换效率以及相对较低的成本，已成为传统的硅基太阳能电池的替代选择之一。传统的染料敏化太阳能电池的对电极多采用贵金属铂作为材料，鉴于铂的储量有限，且价格昂贵，所以探索开发非铂、廉价且具有高催化活性的对电极对染料敏化太阳能电池的发展具有重要意义。本论文主要的研究内容如下:　　(1)氯化氧铋(BiOCl)是一类新型光催化剂，具有独特的层状结构，使得光生载流子在层间能够进行有效的分离和传输。我们通过溶剂热法实现了原子级厚度的BiOCl超薄纳米片的可控合成，使用透射电镜及高分辨透射电镜对超薄BiOCl纳米片进行了表征，获得的BiOCl纳米片主要暴露的是催化活性晶面(001)，并通过调控实验参数来控制活性晶面的暴露比例。同时，我们将得到的超薄BiOCl纳米片进行了光催化还原二氧化碳的实验，结果表明暴露的活性晶面比例越高，其光催化活性越高，其光催化还原二氧化碳得到的产物甲烷的产量也越高。　　(2)硫化铋(Bi2S3)是一种重要的直接带隙无机半导体材料，室温下的带隙为1.30 eV，其可以吸收可见光，并且能引起吸收波长与荧光发射波长蓝移，还可以产生非线性光学响应。其次硫化铋无毒、环保，具有广泛的工业应用前景。Bi2S3晶体属于正交晶系，晶体呈现长柱状或针状;其带隙宽度为1.2～1.7 eV，与太阳光谱具有很好的光谱匹配性，可有效的吸收太阳能。我们通过溶剂热法成功制备了具有不同长径比的Bi2S3纳米棒，并通过TEM以及HRTEM对样品进行了表征，结果表明Bi2S3倾向于沿着[001]轴方向生长，并将获得的三组具有不同长径比的纳米棒用于光催化还原二氧化碳实验，结果表明还原产物主要为甲醇，且随着Bi2S3纳米棒的长径比不断增大，甲醇的产量也在不断提高。　　(3)染料敏化太阳电池(DSSCs)以制备工艺简单、理论光电转换效率高和价格低廉等优点引起了学术界的广泛重视。对电极在DSSCs中主要负责收集传输电池外电路中的电子并将电子传递给电解液中的电子受体，同时催化还原氧化还原介质使其再生。Pt由于导电性好，催化活性高，目前在DSSCs中仍是性能最优、使用最广泛的对电极材料。但Pt非常昂贵和稀有，且长期在含碘类物质的电解液中有氧化溶解现象。金属硫化物由于导电性好，易制备和良好的电催化性能，作为DSSCs对电极材料成为了研究的热点。我们采用了两步法合成具有自组装结构的CoS2染料敏化太阳能电池对电极。首先采用水热法合成形貌尺寸均一的单分散CoS2纳米颗粒，随后将CoS2纳米颗粒分散制成纳米墨水，随后通过滴涂法制备对电极。通过光电性能测试发现，同传统的Pt对电极的7.38％的光电转化效率相比，CoS2自组装对电极的光电转化率可达6.78％，是一种性能良好的对电极。