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染料敏化太阳电池是传统硅太阳电池的最有潜力竞争者之一。为进一步提高染料敏化太阳电池的转换效率，本项目将碱性水热法制备的钛酸盐纳米管水热转化为单晶TiO2纳米材料，再将制得的单晶锐钛矿相纳米材料用于构筑染料敏化电池光阳极的纳米结构多孔膜。研究表明，单晶纳米结构多孔膜的比表面积是P25纳米粉制备的多孔膜的两倍，从而使多孔膜的染料吸附性能大大增加，染料敏化多孔膜在可见光区域的光吸收性能明显增强；此外，单晶纳米结构还有利于电子在膜中的传输，纯锐钛矿相晶型改善了电子在膜中复合。因此，基于单晶纳米结构多孔膜的染料敏化太阳电池的光电转换效率较基于P25膜的电池提高了约40 %。将第一次在硝酸锌和六次甲基四胺混合溶液中生长出的ZnO纳米线阵列在添加二氨基丙烷的溶液中进行第二次生长，制备出了ZnO复合纳米结构膜，用其构筑的染料敏化太阳电池光电转换效率高达1.66%。前驱体特性对氨气气氛下热处理工艺制备出的氮掺杂二氧化钛光催化剂的性能有重要影响，钛无机盐经沉淀和解胶制得水合TiO2溶胶干燥所得的干凝胶粉末是制备氮掺杂二氧化钛的活性前驱体，而P25纳米粉在氨气气氛下煅烧没有获得可见光活性改善的产物。