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二氧化钛(TiO2)是一种宽禁带半导体材料，具有无毒、稳定性好、催化活性高以及紫外吸收能力强等优异的物理化学性质，广泛应用于太阳能电池、光催化、传感器等诸多领域。在纳米TiO2中，形态和结构在本质上决定着其性能和特性，因此大量的科研工作专注于控制TiO2微观结构和形态以获得新型增强应用特性的纳米TiO2。具有立体结构的TiO2微球，因其独特的形态及结构特点，具有低密度、高比表面、光散射性等特点而引起了人们极大的研究兴趣。本文专注于TiO2微球在太阳能电池领域的应用，制备了不同形态和结构的TiO2微球并将其用于制备太阳能电池，探究电池的光电性能。主要研究内容包括： ⑴以TiCl3为钛源，采用水热法一步合成了锐钛矿和金红石TiO2混晶纳米棒组装微球。研究表明混晶微球中的金红石相和锐钛矿相之间存在着两种共生现象:一种是锐钛矿纳米颗粒沿(101)面取向附着形成锐钛矿纳米棒，其上附着有金红石颗粒;另一种则是锐钛矿小颗粒附着在沿(110)方向生长的金红石纳米棒上面。同时发现反应液中EDTA的量决定着TiO2混晶中两相的组成比例。将TiO2样品组装成染料敏化太阳能电池(DSSC)，其中金红石含量为49％的混晶TiO2纳米棒组装微球作为DSSC光阳极获得了高达8.85％的光电转化效率。 ⑵利用简单的两反应组分溶剂热法合成了锐钛矿型TiO2刺状分层微球。研究了钛源的浓度对产物TiO2的形貌和结构的影响。紫外漫反射光谱测试表明刺状分层微球具有良好的光散射性能，将其和P25制成双层结构准固态染料敏化太阳能电池(QDSSC)，有效地提高了太阳能电池的短路电流。所制得的双层结构电池光电转化效率为7.5％，高于纯P25组装QDSSC的23％。 ⑶以Ti(SO4)2为钛源，一步水热法合成了锐钛矿型核壳结构TiO2微球。研究了氟化铵和PVP对TiO2的形貌和结构的影响，结合反应时间的影响，提出了核壳微球的形成机理。利用核壳微球特殊结构带来的高漫反射能力，将核壳微球和P25结合制成了四种结构的钙钛矿敏化太阳能电池(PSSC)这其中核壳微球作为散射层、P25作为接触层的PSSC获得了最好的光电性能，为4.29％。