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第三代新型太阳能电池，钙钛矿太阳能电池(PSC)与染料敏化太阳能电池(DSSCs)以其低成本，制备工艺简单以及相对较高的光电转化效率在近几年内得到迅猛的发展。本文分别对时下太阳能研究的最热点钙钛矿太阳能电池和染料敏化太阳能电池进行了研究。本文使用钛酸四丁酯为钛源在水和盐酸的体系中通过简单的一步水热的方法制备出了TiO2纳米棒阵列，并通过引入其他元素对其进行优化，以提高其光电性能。本文的主要内容概括如下: (1)以钛酸四丁酯(TBT)为钛源，通过一步水热的方法在FTO玻璃上制备出金红石型TiO2纳米棒阵列，接下来使用导电性能更好的二氧化锡(SnO2)和三氧化二锑(Sb2O3)包覆在TiO2纳米棒的表面。然后以一步法旋涂上钙钛矿CH3NH3PBI3-xClx组装成电池，通过阻抗分析可知，经过优化的钙钛矿太阳能电池具有一个更低的电子传输阻。结果表明，经过SnO2和Sb2O3优化后的电池具有一个较高的光电转化效率(7.7％)，较未优化的(6.5％)提高了近20％。 (2)以TBT为钛源，八水合硫酸铒作为铒源，通过一步水热法合成了掺杂有铒的二氧化钛纳米棒阵列，由于铒的上转化特性，将合成的掺杂有铒的二氧化钛纳米棒阵列放入到红外环境下，可以清晰的看到在二氧化钛纳米棒阵列表面有绿光出现。通过一步法旋涂上钙钛矿CH3NH3PBI3-xClx组装成电池，由于铒的上转化特性及掺杂后金红石型TiO2带隙宽度的变化，致使优化后的电池具有一个更高的短路电流，因而其光电转换效率(10.6％)较未掺杂的(9.1％)提高了将近17％。 (3)以钛片为钛源，在双氧水与氨水的体系中搅拌24小时形成含有二氧化钛前驱体的溶液，将该前驱体溶液置于醇水体系中水热合成锐钛矿型TiO2微球，通过FESEM分析可知该微球是由许多梭形纳米棒组成，微球的粒径在800nm左右，TEM分析可知该梭形纳米棒长度在30～150nm左右，宽度在30nm左右。紫外-可见漫反射分析该微球在可见光范围内具有很好的漫反射能力。将其作为漫反射层组装的染料敏化太阳能电池获得了7.4％的光电转化效率，远高于以单纯的该TiO2微球和P25作为光阳极组装而成的电池。