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资源短缺和环境污染已逐渐变成各国家和地区发展的绊脚石。太阳能作为可循环再生的清洁能源,因为储量巨大、环保、地理因素限制小等优势,越来越受到人们的关注。使用太阳能的本质是将光能转换为可被人们使用的电能和热能,其中,太阳能电池通过物理化学方法,可直接将光能转换为电能。随着该类电池研究不断深入,已经形成了硅系太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、纳米晶太阳能电池等体系。其中染料敏化太阳能电池（DSSCs）,因无污染、成本低、性能好、易制作等特点有望在未来得到大规模的应用。本论文面向染料敏化太阳能电池（DSSCs）光阳极的光电性能展开研究。光阳极薄膜是构成DSSCs的重要组分,它的主要功能是吸收染料分子、抑制电子与空穴的复合、构建光子散射路径和电子传导通道,进而决定DSSCs的光电性能。调控光阳极薄膜材料的种类和结构对提升DSSCs的光电性能至关重要,在众多光阳极薄膜材料中,TiO2拥有合适的禁带宽度、良好的光电特性和稳定性,且储量大、无毒等天然优势,被广泛应用在DSSCs光阳极中。然而,由于光生电子在DSSCs光阳极薄膜传输的过程中容易被复合掉,从而影响DSSCs的光电性能。本论文为了提高DSSCs的光电特性和光电转换效率,探索了DSSCs薄膜的复合材料和新形貌,设计了SnO2@Air@TiO2双中空海胆微球和以ZIF-8为模板的中空TiO2海胆多面体两种微观结构的光阳极薄膜材料,通过优化薄膜材料复合组分和形貌来改善光电性能,进而提高DSSCs的光电转换效率（PCE）:（1）设计并制备了SnO2@Air@TiO2双中空海胆微球（SATS）,用于光阳极薄膜材料。运用了逐层包覆的思路来制备该微球,首先利用水热法合成SnO2中空球,再利用溶胶凝胶法来包覆SiO2颗粒的外层,接着利用溶剂热在微球外部生长出TiO2纳米棒。最后,用强碱把中间层的SiO2洗去,创造出双中空微球的结构。基于SATS的DSSCs最高获得了13.72mA/cm2的短路电流密度,对应的PCE达到了6.87%,是单一P25薄膜电池效率的1.35倍。这种独特的结构增大了染料的吸附量,促进了光子的有效捕获,又有利于光生电子的快速传输,在DSSCs应用的研究上具有一定的指导作用。（2）以金属有机物框架（MOF）为模板,包覆并生长TiO2纳米片,煅烧后形成中空TiO2海胆多面体结构。该多面体具有特殊的形貌和高度的结晶性,表现出很好的光子反射率和电子扩散效率,因此,制成DSSCs的PCE值达到了6.94%,具有极大的应用潜力。