光伏电池技术是目前利用太阳能的最便捷的技术之一。而相比于传统的硅电池技术，以染料敏化太阳能电池和有机光伏电池为代表的新一代光伏电池由于成本低、可柔性化等优势，近年来受到学术界和工业界极大的关注，但是它们在光电转化效率和稳定性方面与硅电池还无法相比拟。纤维状染料敏化电池是最近五年来兴起的新型的柔性光伏电池技术。它不仅打破了多数传统电池必须使用透明导电氧化物的局限，特别是对于染料敏化电池，而且它可以直接使用传统的高温烧结工艺制备成柔性电池。但是早期研究报道的纤维状染料敏化电池存在光电转化效率还比较低、无封装或者封装后电池不再具有柔性、电池的相关工作机制不清楚等问题。本论文针对上述问题，围绕如何提高纤维状染料敏化电池的光电转化效率这一核心问题，通过电极材料（包括基底材料和阳极纳米材料）的制备、器件内部界面能级调控、新型器件结构设计、理论建模等手段，开展了相关研究。首次制备了真正大尺寸高效率纤维状液态染料敏化电池、完全柔性可编织的高效率纤维状染料敏化电池以及微型聚光纤维状染料敏化电池，建立纤维状染料敏化电池漫反射光子利用模型和V形槽聚光纤维状染料敏化电池的理论模型，并进行了相关的实验验证，同时对纤维状染料敏化电池内部的载流子传输机制、纤维状染料敏化电池的特殊测试表征方法进行了初步研究。具体的研究工作包括:　　1、为提高电池的光电子收集效率，从基底材料的功函与光阳极材料能级匹配的角度出发，采用钛金属丝取代以前的不锈钢丝作为电池的工作电极基底，成功制备出长度最长(9.5cm)且效率最高（超过5.4％）的纤维状液态染料敏化太阳能电池。系统探讨了TiO2膜厚、对电极缠绕螺距和应力、电池长度、器件封装等对电池性能的影响，优化了电池结构参数。研究表明，良好的封装可以保证有充裕的电解质以弥补电池在工作过程中离子扩散距离过长的不足，从而提高电池的光电转化效率。电化学交流阻抗谱EIS研究表明，电池性能参数和阻抗参数随着尺寸的增加变化很小。　　2、通过阳极氧化法在钛丝上生长一维有序TiO2纳米管并用于制备长尺度纤维状液态染料敏化电池，获得了完全柔性纤维状液态染料敏化太阳能电池，是当前报道的此类电池的高效率(6.5-7.8％)。实验结果表明TiO2纳米管的长度在25-30微米时，电池的性能达到最优;而光阳极通过TiCl4处理后，TiO2纳米管的表面缺陷明显减少、纳米管内部和纳米管之间的连结性变好、染料吸附量有明显提高，TiO2/电解液界面复合电阻增大，电子寿命增加，从而有利于电池性能的提高。电池的弯曲实验表明纤维状染料敏化电池具有良好的柔性。同时我们还尝试着了将离子液体电解质应用到纤维状染料敏化太阳能电池体系，获得了1.8-3.0％初期效率。分析认为电池性能不高的原因在于氧化还原电对在离子液体中的扩散速度比在乙腈溶液中的低很多。初步尝试了纤维光伏电池编织模块的制备。　　3、建立纤维状光伏电池在漫反射条件下的光子利用模型。该模型表明在相同条件下纤维状光伏电池比平板电池有更高的光子利用效率。第一次利用EIS研究了纤维状光伏电池在有背面漫反射板存在和在标准光照（单面照射）条件下的性能差异。系统研究了纤维光伏电池输出功率对入射光角度的依赖问题。建立了纤维光伏电池在V形槽聚光条件下的光子利用模型，理论计算和实验结果吻合良好。实验表明在聚光槽条件下纤维状染料敏化电池的输出功率可以提高到没有聚光条件下的2-7倍，其中以抛物线形聚光槽的聚光效果最好。　　4、系统研宄了纤维状染料敏化电池在测试表征时候，电压扫描速率和扫描方向对电池输出特性的影响。详细阐述了如何构建适合纤维状光伏电池的测试表征系统的相关问题，搭建了纤维光伏电池的Ⅳ测试系统。其次是利用电化学交流阻抗谱研究了纤维状染料敏化电池在更换电解质时的性能变化。再次，为了更深入的研究纤维状光伏电池内部载流子传输机制，我们采用LED作为脉冲光源建立了适合纤维状光伏电池的瞬态光电流和光电压表征测试方法。