本文首先在FTO基底上制备了单晶结构的CuS纳米片阵列,然后以其为模板,通过离子交换得到了Cu2ZnSnS4(CZTS)单晶纳米片阵列,并分别探讨了CZTS纳米片阵列作为光电化学产氢光阴极,CuS和CZTS纳米片阵列作为量子点敏化太阳能电池对电极的性能特点与应用前景。主要取得以下成果:成功地用气相硫化法制备了CuS单晶纳米片阵列,然后以该结构的纳米片为模板,用离子交换的方法得到了直接生长于FTO表面的CZTS单晶纳米片阵列。并对二者进行了基本的结构表征和物相表征,分别探讨了其形成机理。将CZTS单晶纳米片阵列应用于光电化学产氢光阴极材料,并且系统地对比了三维CZTS单晶纳米片阵列结构与传统的CZTS多晶薄膜的性能差别,发现CZTS单晶纳米片阵列具有限光效应、更长的载流子寿命、更大的比表面积,因而可以获得高于CZTS薄膜结构2.2倍的光电流值。将CuS单晶纳米片阵列和CZTS单晶纳米片阵列分别应用为量子点敏化太阳能电池的对电极材料。并且将二者性能与传统的Pt电极进行了对比,发现二者的对电极性能都明显优于传统Pt电极,CZTS单晶纳米片阵列有显著的催化性能和传输性能,CuS单晶纳米片阵列具有良好的循环性能。