柔性有序二氧化钛（TiO₂）纳米阵列/TiO₂纳米粒子复合结构以其优越的电化学特性,被广泛用作染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cells, DSSCs）的光阳极材料。本论文采用水热法结合旋涂法,在柔性钛网基底上制备得到了有序TiO₂纳米线/纳米片阵列分级结构、TiO₂纳米线阵列/Nb5+-TiO₂纳米粒子以及TiO₂纳米线阵列/上转换发光Er³⁺-Yb³⁺-TiO₂纳米粒子复合结构光阳极,系统研究了实验条件对于微纳复合结构合成和光电转换性能的影响,实现了可控制备以及相应光电转换性能的提高。采用水热法,在柔性钛网基底上,制备得到了高度有序、尺寸均一的TiO₂纳米线阵列,详细探讨了水热参数对于可控制备TiO₂纳米线阵列的影响,阐明了TiO₂纳米线阵列的形成机理,实现了可控制备。研究了不同敏化温度和敏化时间对DSSCs光电转换效率的影响。结果表明：采用1.0molL-1NaOH前驱液与Ti网基底反应,在220℃下保温20 h,制得的TiO₂纳米阵列在40℃C条件下敏化16 h,获得了3.42%的光电转换效率。采用水热法,通过对钛网基底上制备的初级TiO₂纳米线阵列在草酸钛钾的前驱液中进行二次水热反应,得到了TiO₂纳米线/纳米片阵列分级结构。次级纳米片直接生长于初级TiO₂纳米线的表面,平均长度约为50 nm。在Ti02纳米线/纳米片分级结构的表面引入Nb2O5包覆层,考察了不同包覆量对光阳极光电性能的影响。结果表明：基于此分级结构的DSSCs相比于初级TiO₂纳米线阵列,光阳极的比表面积和光散射能力有一定提高,其光电转换性能由3.42%提升到3.85%。采用Nb2O5包覆层修饰分级结构表面,能够降低光生电子的复合效率,使电子收集效率和电子注入动力增大,相应柔性DSSCs的光电转换效率提升至4.55%。采用水热法和旋涂法,在柔性钛网基底上制备了TiO₂纳米线阵列/Nb5+掺杂TiO：纳米粒子复合结构。系统研究了不同Nb掺杂量（0-9.6 mo1%）对微纳复合结构光阳极微观形貌和电化学性能的影响。分别从捕光效率、电子注入效率以及电子收集效率阐明了影响DSSCs效率的本质原因。结果表明：不同量Nb掺杂对复合结构光阳极的比表面积的大小没有影响；随着Nb掺杂的增加,TiO₂复合结构的平带电位Vfb向正方向移动,从-0.771 V变化到-0.665 V,使光生电子从染料分子激发态注入到Ti02导带中的注入效率ηinj增大；适量Nb的掺杂能够加快电子传输速率,减少Ti02晶格中的缺陷态数量,从而降低光生电子的复合几率。最优条件下制备得到的TiO₂纳米线阵列/2.4 mol%Nb掺杂TiO₂纳米粒子复合结构光阳极,将此柔性DSSCs的光电转换效率提高到7.20%。采用水热法和包覆法,制备了TiO₂纳米线阵列/上转换发光Er³⁺-Yb³⁺共掺杂TiO₂纳米粒子复合结构以及Nb2O5包覆的复合结构,考察了不同稀土掺杂量对于复合结构上转换发光强度及光电性能的影响。结果表明：当Er³⁺和Yb³⁺掺杂量分别为2.0和1.0 m01%时,980 nm光激发下,在489、526、549和658 nm处获得了较强的荧光光谱,扩展了光谱响应范围,提高了光阳极的捕光效率和光电流密度。基于Ti02纳米线/2.0 mol%Er³⁺-1.0 mol%Yb³⁺共掺TiO₂纳米粒子的柔性DSSCs光电转换效率提高到7.29%。另外,Nb2O5包覆层的引入能够降低光生电子的复合率,提高电子寿命τ。和电子收集效率ηcc,使光电转换效率提高至8.10%。