在人类社会飞速发展的今天,环境问题和能源问题已经成为危及人类生存的两大问题,所以,开发可持续发展的清洁能源是一项非常紧迫的任务。染料敏化太阳能电池自开发出来就因其众多的优点引来各国研究工作者的密切关注,这种电池低成本、高光电转换效率、对环境无污染,非常有可能替代硅晶电池成为下一代光伏产业的支柱产品。基于染料敏化太阳能电池的研究现状,本文通过以下几个方面对这种高性能电池进行了研究。（1）我们通过在染料敏化太阳能电池光电极中掺入聚苯乙烯微球并烧结去除的方法制备了TiO₂空洞电极,这种电极会对进入电极的太阳光进行一系列有效的散射和吸收,并最终提高电池的光电转换效率,光电效率可从3.66%提高到5.43%。（2）通过水热法制备TiO₂纳米线,再将一定比例的纳米线和纳米颗粒混合制备复合电极,这种电极可以有效提高电极收集电子的能力,进而提高电池的短路电流和光电转换效率。（3）运用水热法制备三级结构的染料敏化太阳能电池光阳极,解释了溶液中纳米线和纳米海胆的形成机理;通过对比,最终得出经过TiCl₄处理的纳米海胆电极具有最高的光电转换效率3.25%,主要是因为这种三级结构的染敏电池电极在增加染料吸附量的同时也减少了电极内部的电化学阻抗。（4）介绍了由TiO₂纳米材料制备的自驱动系统,该系统包含器件结构和组成材料相近的染敏电池和电致变色器件。在自驱动系统中,TiO₂染料敏化电池吸收太阳光产生电压,驱动TiO₂电致变色材料产生颜色变化反应,从而构成一个智能的变色系统。这种智能系统将在治理光污染、节约能源等方面获得重要应用。