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多巴胺(DA)可以通过自聚合反应沉积在大多数固体材料表面并对其进行改性。聚多巴胺膜(PDA)具有丰富的官能团,能与氨基、巯基及金属离子等反应。金属氧化物@PDA纳米复合材料中,PDA在光的作用下起着多重作用,最主要的是可以增加光的吸收及加快电子的转移,进而减少了光生电子与空穴的复合。而PDA涂层的厚度对上述作用的发挥有着重要的影响。本论文围绕聚多巴胺包覆二氧化钛、氧化锌纳米复合材料的制备及其在光催化及聚合物太阳能电池中的应用展开研究,主要内容分为以下四部分:一、Ti02@PDA的光催化性能。改变DA的浓度与聚合时间,制备了 Ti02@PDA用于染料的光催化降解。发现DA浓度为0.4 mg/mL,聚合时间为2 h时获得的TiO2@PDA对罗丹明B(RhB)的降解率最大。与未包覆Ti02相比,紫外-可见光照射1.5 h后,Ti02的降解率由94.42%提高到99.28%,提升了 4.86%;可见光照射1.5 h后,降解率由42.36%提高到77.40%,提升了 35.04%。在Ti02表面包覆PDA可以增大可见光利用率、提高光催化性能;此外,经HPLC/MS检测中间产物发现紫外-可见与可见光照下的光催化过程存在差异:紫外-可见光照下,·OH可以直接攻击RhB使苯环断裂生成N,N-二乙基乙酰胺,再降解为NH4+、NO3-、CO2与H20;而可见光照下,·OH攻击RhB脱去氨基后的剩余部分,裂解成大分子酸,进一步降解为CO2与H20。二、ZnO@PDA的光催化性能。改变DA的浓度与聚合时间,制备了 ZnO@PDA,并进行了光催化降解实验。DA浓度为0.15 mg/mL,聚合时间为2.5 h时,ZnO@PDA对RhB的降解效果最好。与未包覆ZnO相比,紫外-可见光照射1h后,RhB的降解率由94.7%提高到99.7%,提升了 5%;可见光照射1h后,降解率由25.6%提高到29.4%,提升了 3.8%。ZnO@PDA中PDA对提高光能利用率的促进作用不大,但通过提高电子的转移速度,提升了 ZnO的光催化活性。三、Ti02@PDA用作PTB7:PC71BM倒置结构太阳能电池的电子传输层。通过TiO2表面DA雾化的方式实现PDA对Ti02的表面包覆改性。在不改变活性层厚度的前提下,引入PDA进行电子传输层的界面设计及构筑,可以提高器件界面电荷的注入率,更好的进行电子的富集及传输。当Ti02表面DA雾化时间为20 min时,器件性能有较大提升:短路电流密度Jsc达到10.48 mA/m2,开路电压Voc提高到0.67,填充因子FF提高到0.58,其光电转换效率PEC达到4.02%。四、ZnO@PDA用作PTB7:PC71BM倒置结构太阳能电池的电子传输层。发现雾化时间不同,即PDA厚度不同时,对电池的性能有较大影响。当雾化时间为10min,器件性能有较大的提升:Jsc达到10.54mA/cm2,Voc提高到0.63,FF提高到0.59,其能量转换效率达到3.87%。