纳米科学技术作为21世纪三大科学技术之一受到全世界的广泛重视。纳米半导体材料由于具有宽禁带宽度，高的击穿电场、高的热导率、高的电子迁移率等优点，在电子器件、航天、新能源等许多领域有着重要的应用前景。近年来，以纳米ZnO为光阳极材料的染料敏化太阳能电池由于其廉价、绿色无污染等优点受到了各国科学家的广泛关注，但其光电转化效率较低以及光电转化机理仍处于争论之中。本文围绕着ZnO基染料敏化太阳能电池的构建及光电转化机理进行了研究，主要针对新型非金属掺杂、金属掺杂氧化锌材料的制备以及光电性转化的作用机理展开了研究，发现了一些新现象，得到了一些新规律。具体的研究进展如下:　　1.本文报道了一种溶剂热法制备的碘掺杂ZnO(I-ZnO)纳晶聚集体。实验结果显示:I-ZnO纳晶聚集体呈现多级分散结构，球粒径为50-550nm，每个聚集体是由15-20nm纳晶组成，I在ZnO中的含量约为2.1wt％。以此制备了厚度为5μm的I-ZnO薄膜，与纯ZnO薄膜相比，I-ZnO的拉曼光谱在202cm-1出现了碘的特征峰，紫外可见吸收边缘由370nm红移到410nm，电子复合时间的半衰期由35.1μs延长到49.2μs。　　2.基于内容1的研究，构建了以N719和D205两种染料敏化的ZnO和I-ZnO染料敏化太阳能电池(分别记作ZnO/N719、I-ZnO/N719、ZnO/D205、I-ZnO/D205)，并对光电转化机理进行研究。研究发现:D205敏化电池比N719敏化电池有更高的光电转化效率，I-ZnO电池比ZnO电池有更高的光电转化效率，其中I-ZnO/D205的光电转化效率达到了4.44％;通过对碘掺杂前后ZnO的平带电位计算发现，碘掺杂后ZnO的平带电位由-0.52V负移到-0.60V,从而使得I-ZnO电池拥有更高的开路电压;对薄膜进行表面电势研究发现，碘掺杂后表面电势的明暗电势差变大，促进了光生电子与空穴的分离，增强了电子由染料LUMO注入到ZnO导带的驱动力;IPCE结果显示碘掺杂在400-800nm整个波段都能增强ZnO对光的响应能力，提高了光利用效率，同时发现与N719的峰响应不同，D205染料在500-600nm处有一个平台响应;碘掺杂还起到了降低电子传输阻抗，延长电子寿命的作用。　　3.制备了不同比例铕掺杂ZnO(Eu-ZnO)纳晶聚集体，并首次将其应用于染料敏化太阳能电池领域，考察了铕掺杂对电池光电性能的影响，并对光电转化机理进行研究。实验结果表明:Eu-ZnO纳晶聚集体呈现多级分散结构，球粒径为100-400nm，每个聚集体是由～18nm纳晶组成，对于7.5％mol的Eu掺杂比，Eu在ZnO中的实际平均掺杂量为3.8mol％;以此制备了厚度为12μm的Eu-ZnO薄膜，通过对薄膜的XRD、STEM、XPS分析得出:铕元素成功的掺杂到ZnO晶胞中，而且分布均匀，其中铕离子以二价态和三价态的形式共同存在于Eu-ZnO中。通过对不同比例铕掺杂染料敏化太阳能电池的光电性能测试发现:当铕掺杂比为7.5mol％时，电池的光电转化效率最高，达到了4.7％，在引入一层ZnO致密层后，效率提高到5.7％，并且具有较好的稳定性，30天后效率仅衰减小于6％。通过对薄膜的光学性能和电化学性能研究发现，Eu掺杂量由0％mol增加到10％mol，Eu-ZnO薄膜的颜色由白色逐渐变为棕黄色，禁带宽度从3.33eV变窄到3.19eV，提高了对太阳光的利用率;在铕掺杂比为0-7.5％mol时，薄膜的电阻率由7.6Ωcm减小到4.1Ωcm，当铕掺杂比为10％mol时薄膜的电阻率又增加到5.2Ωcm;随着铕掺杂量增加，ZnO的平带电位由-0.6V正移到-0.3V，增强了电子从染料的LUMO注射到半导体导带的驱动力从而提高电子的注入能力;7.5mo1％Eu-ZnO电池具有最低的界面传输电阻(18.2Ω)和最长的电子寿命(9.9ms)，铕掺杂增加了电子的传输能力。　　4.报道了一种ZnO致密层和TiO2保护层共修饰I-ZnO染料敏化太阳能电池体系。实验结果表明:ZnO致密层和TiO2保护层修饰的I-ZnO电池在光电转化效率上有明显的提高，达到了6.79％，比I-ZnO电池的转化效率提高了36％。对薄膜染料吸附量及电化学性能研究发现，致密层和保护层对染料吸附量的影响非常小，但是能够有效的抑制电子的复合，促进电子的传输，并且提高了I-ZnO电池的稳定性。致密层和保护层共修饰方法为高效率高稳定的锌基染料敏化太阳能电池提供了新思路。