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染料敏化太阳能电池（DSSC）由于制备工艺简单、成本低廉、环境友好、原材料丰富等优点，成为了新型太阳能电池的研究热点。DSSC的转换效率已经超过了12%，但是与传统硅太阳能电池相比仍有差距，需要进一步提高。采用一维纳米阵列结构与纳米颗粒复合，制备具有高比表面积和低的电子-空穴复合率的光阳极，是提高DSSC转换效率的有效途径。另外，通过半导体量子点敏化纳米TiO2光阳极，以代替稳定性差、价格昂贵的染料是又一重要研究方向。因此，本文主要从TiO2纳米管（TNT）制备工艺，TiO2纳米管/纳米颗粒复合结构（TNT/TP）光阳极以及CdS敏化TiO2纳米管阵列光阳极三个方向进行研究。（1）在乙二醇-氟化铵体系电解液中采用阳极氧化法制备TiO2纳米管，探讨阳极氧化工艺对TiO2纳米管形貌的影响，找出适合后续实验的TiO2纳米管制备工艺。结果表明：随着氧化电压增加，TiO2纳米管的外径增大、管壁变厚；随着氧化时间增加，TiO2纳米管管长先呈线性增加，一段时间后增长速度减缓，最后长度保持不变。在30V下阳极氧化制备的TiO2纳米管外径约为110nm，长度最高可达10μm，经过450oC煅烧后，可获得单一的锐钛矿结构，适合进行后续实验；（2）通过丝网印刷法在上述制备的TiO2纳米管上印刷一层TiO2纳米颗粒（TP）薄膜，制备TiO2纳米管/纳米颗粒复合结构光阳极，同时制备相同厚度的TiO2纳米管光阳极和TiO2纳米颗粒光阳极。TNT/TP光阳极具有比表面积大、电子传输速率快、电子-空穴复合几率低以及TiO2纳米管的光散射作用明显等优点。将上述光阳极组装成DSSC，进行性能测试。结果表明：TNT/TP电池的效率明显高于TNT电池和TP电池，随后对DSSC进行结构优化，在纳米管厚度为5μm，纳米颗粒薄膜厚度为14μm时，DSSC效率最高为6.43%；（3）通过连续离子沉积法在TiO2纳米管表面沉积一层纳米级的CdS颗粒制备光阳极并进行表征，结果表明CdS能够成功覆盖到TiO2纳米管管壁之上，沉积量由循环次数控制，CdS敏化能够有效地将光阳极的吸光范围扩展到可见光区域。超声处理能够使覆盖在TiO2纳米管管壁上的CdS更加均匀，同时改善CdS的结晶性能。在超声处理下沉积15个循环的DSSC的效率为0.23%。