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本论文主要研究内容如下：
1.取向碳纳米管阵列的制备与实验参数对其生长的影响采用旋涂法和磁控溅射法，分别在硅片、普通玻璃片、石英片等基底上制备催化剂膜。实验结果表明，以硅片为基底，旋涂Fe（NO3）3、Co（NO3）2和Ni（NO3）2溶液烘干热分解后，在N2-H2环境下处理30min可以得到分布均匀、粒径为纳米量级的催化剂膜。其中，溶液浓度对催化剂颗粒分布密度的影响较大，1mol/L的Ni（NO3）2溶液制备的催化剂颗粒分布密集且均匀，粒径在30～50nm之间，适合用于制备取向碳纳米管阵列膜。采用磁控溅射法在硅基底上制备Fe催化剂膜。实验表明，催化剂颗粒随溅射时间的增加而分布更加密集，粒径也随之增加。当溅射时间为10min时制得的催化剂膜分布均匀，粒径在纳米量级，制得的取向碳纳米管阵列膜分布致密，且方向性好。取向碳纳米管阵列膜与催化剂颗粒大小、催化剂种类、衬底温度、沉积时间，以及气体流量比等参数，都有着重要的的关联。通过实验以及数据分析，制备取向碳纳米管阵列膜的适宜工艺条件为：气压：28Pa，气体质量流量比：CH4：N2：H2=150：25：25，衬底温度：500℃，射频功率：200W，反应时间：60min；
2.导电基底取向碳纳米管阵列膜的超级电容器性能泡沫镍基底上生长的取向碳纳米管阵列膜电极的交流阻抗测试结果显示，在频率较低时表现出较为理想的电容特性，高频段曲线圆弧表明取向碳纳米管的内阻比较大，约为141.6Ω。
通过研究取向碳纳米管的循环伏安特性和恒流充放电特性，碳纳米管具有理想的双电层特性。在200mA/g的充放电电流下，获得了90.7F/g的比容量。电极的比容量在经500次循环之后保持率为91.4％，充放电效率接近95％，表现出较长的循环寿命和良好的循环稳定性；
3.碳材料作为染料敏化太阳能电池（DSSCs）对电极材料的应用通过将热CVD法制备的纳米碳粉（碳对电极A）、炭黑粉体（碳对电极B）、非取向多壁碳纳米管（碳对电极C）和HF-RF-PECVD法制备而成的取向碳纳米管阵列膜（碳对电极D）四种碳材料，利用相关工艺在FTO导电玻璃上制成DSSCs的对电极，并用之组装而成DSSCs电池。
对其分别进行表面电阻、循环伏安以及光电性能测试，并与标准Pt电极（电极E）制成的DSSCs电池性能进行比较。
通过数据得到结论：Ⅰ-Ⅴ曲线显示光电性能E>C>D>B>A。说明由于纳米级碳材料，由于具有更大的比表面积和更高的催化活性，适合作为DSSCs对电极材料，并有望取代昂贵的Pt金属电极。