作为新一代太阳能电池,量子点敏化太阳能电池因其工艺简单、理论效率高等优点受到了广泛关注。然而,由于材料及界面结构等因素的限制,量子点敏化太阳能电池的效率仍远低于其理论效率,尚未达到商业化应用要求。因此,通过优化电池结构,引入新材料、完善界面结构等方法进一步提升电池效率成为目前的研究热点。本论文以量子点敏化太阳能电池的核心部分光阳极为研究对象,以优化TiO₂光阳极结构、提高电池效率为目标,通过优化介孔TiO₂薄膜厚度、制备TiO₂纳米棒阵列结构、引入二维g-C₃N₄制备g-C₃N₄/TiO₂纳米棒复合三维结构光阳极等方法,系统研究了光阳极结构对电池性能的影响,为量子点敏化太阳能电池的进一步发展提供了实验参考。本文创新点以及主要研究成果如下:1.采用旋涂法制备介孔薄膜,以CdS量子点为敏化剂,CuS为对电极组装成电池器件,探索了介孔TiO₂薄膜厚度对电池性能的影响。结果表明TiO₂薄膜厚度大约为8μm时电池性能最好,且采用CuS对电极的电池效率优于常用贵金属Pt对电极。2.采用水热法制备TiO₂纳米棒阵列结构光阳极,研究了制备条件对产物结构的影响。实验结果表明,TiO₂纳米棒阵列结构光阳极可以明显的提高电池的开路电压以及短路电流。光电流最大为7.31mA/cm2,光电转换效率达到最大2.28%,并通过将TiO₂介孔薄膜与纳米棒阵列结构复合,以CdS和CdSe为敏化剂,进一步将电池的效率提升至4%。3.创新性的引入二维g-C₃N₄,以旋涂及热处理方法制备出g-C₃N₄/TiO₂纳米棒复合三维结构光阳极,以CdS量子点作为敏化剂,CuS做为对电极制作成太阳能电池,研究了其光电性能。由于相匹配的能级结构,促进了光生载流子的有效分离,相对于未添加g-C₃N₄的TiO₂纳米棒光阳极,电池的转换效率从2.28%提高到了2.66%。