染料敏化太阳电池以其低廉的成本、简单的制备工艺、较高的光电转换效率及绿色环保的特性而备受关注。进一步提高转化效率是染料敏化太阳电池的核心问题。TiO₂纳米晶多孔膜在电池中起着吸附染料分子、接受从染料注入的光生电子以及传输电子到达导电基底的多重作用，是制约电池的光电流密度乃至转换效率的关键部件。本论文致力于通过调控TiO₂纳米晶的形貌来改善TiO₂纳米晶膜的电子传输性能以及通过合成TiO₂纳米晶有序聚集体用作双层纳米晶膜的散射层来提升膜的光捕获能力，从而达到提高染料敏化太阳电池效率的目的。本论文的第一部分工作是，通过在钛酸纳米管水热转化为锐钛矿相TiO₂纳米晶的体系中加入二乙烯三胺（DETA），实现了对所得TiO₂纳米晶的形貌调控。通过控制DETA的加入量，制备出了由大尺寸纳米颗粒与小尺寸纳米晶构成的混合型TiO₂粉体。将这种混合型粉末与不添加DETA制得的小尺寸纳米晶粉末都用于制备染料敏化太阳电池的多孔膜光阳极并组装成电池。结果表明，与基于小尺寸纳米晶的多孔膜相比，由该混合型粉末制作的多孔膜虽在染料吸附量上略有下降，但电子传输性能更佳，从而提升了电池的光电流密度和转换效率。在第二部分工作中，以钛酸丁酯（TBT）和乙酸（HAc）为原料，采用溶剂热法一步合成出了由小尺寸TiO₂纳米晶有序地聚集而成的椭球形颗粒。考察了TBT浓度对聚集体粒径和比表面积的影响，获得了比表面积高达108m²/g的TiO₂纳米晶聚集体粉末。染料吸附量测试和电化学阻抗谱分析表明，由聚集体粉末制备的TiO₂多孔膜具有较好的电子传输性能和光散射能力，适宜用作双层膜光阳极的散射层。通过对比分别基于单层膜和双层膜光阳极的染料敏化太阳性能发现，引进由TiO₂有序聚集体构成的光散射层，确实提升了光阳极的光捕获效率和电子收集效率，从而有效地提高了电池的光电流密度和转化效率。