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开发新能源和节能是环境可持续发展的两个重要方面。近年来，染料敏化太阳能电池在利用太阳能方面显示出了一定的潜力；而电致变色智能窗可以通过改变外电压来改变它的透过率，以此来调节室内的光线和热量。在建筑节能领域中这种先进的调光玻璃显示了极大的经济效益。多金属氧酸盐（多酸）是一类具有纳米结构的金属氧簇，有着独特的结构和电化学性能，它在染料敏化太阳能电池和电致变色智能窗方面有极大地应用潜力。在这篇论文中，通过三种不同的方法制备了多酸-TiO2复合膜，即：层接层法、溶胶-凝胶-丝网印刷法和电沉积法。根据复合膜不同的性能，将其成功的应用于高性能染料敏化太阳能电池和电致变色智能窗中。并对带有多酸-TiO2复合膜的器件的性能做了全面的测试。1、利用LBL法制备的H3PW12O40(PW12)-TiO2薄膜作为染料敏化太阳能电池的新型界面层。以多酸基薄膜为界面层的电池的性能做了J–V曲线测试、暗电流测试、开路电压衰减测试和单色光转化效率测试。多酸基的界面层有加速电子流动，抑制暗电流的作用。相比于没有界面层的电池，光电转化效率有54%的提升；相比与进行TiCl4水溶液前处理的电池，效率有20%的提升。2、利用溶胶-凝胶法制备的PW12/TiO2复合物，并与P25混合，利用丝网印刷法制备的薄膜作为染料敏化太阳能电池的光阳极。在染料敏化太阳能电池中，多酸可以起到减小电子复合、延长电子寿命的作用。利用PW12/TiO2复合物作为阳极的电池性能比纯P25作为阳极的电池有明显提高。转化效率有22.8%的提升。利用电化学阻抗和开路电压衰减法测试了多酸在光阳极中起的作用。3、开发在多孔TiO2基底上电沉积多酸阴离子的方法。并以其作为电致变色智能窗的电致变色电极。这种方法具有简单、快速、易操作、低成本等优点。利用此方法制备的[NaX5W30O110]n–（X=P, n=14; S, n=9）基电致变色智能窗表现出以下优势：褪色态透光性好、光学反差高、良好的长期稳定性和高的着色效率。4、利用电沉积方法将不同结构的多酸沉积到多孔TiO2基底上，探索多酸结构与电致变色性能的关系。Wells–Dawson结构的多酸K6[P2W18O62]14H2O （P2W18）和它的单缺位衍生物K10[P2W17O61]20H2O （P2W）17)被成功的应用于电致变色智能窗。P2W17基电致变色智能窗在620nm处最大有93.1%的光学反差、着色时间0.90s、着色效率205.3cm2C–1。由于二者结构上的差异，P2W18基电致变色智能窗的性能稍差，其在646nm处的最大光学反差为48.7%、着色时间为0.97s、着色效率为176.8cm2C–1。并且二者均有良好的长期稳定性。更重要的是，我们首次研究了P2W17在不同电压下的近红外电致变色性质。在多酸基电致变色智能窗中，P2W17基智能窗有着最佳的性能。