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随着经济的快速发展，人类对能源需求越来越大，但地球上的化石资源储量是有限的，最终也将面临枯竭。新能源的利用和发展成为当今世界研究的重要课题，其中利用TiO2制备太阳能电池越来越受到人们的关注。但是TiO2的禁带宽度较大(锐钛矿3.2 eV，金红石3.0 eV)，只对紫外光区有响应，另外，TiO2受到光激发产生的电子-空穴对极易复合。单一的TiO2在可见光下光电响应较弱，致使TiO2在太阳能电池领域的应用受到限制。本文使用半导体复合的方法，将CdSe与TiO2复合，以提高TiO2的光电性能。 (1)采用水热合成法，以钛酸丁酯为钛前体，浓盐酸为水解抑制剂，制备了金红石型TiO2纳米棒阵列薄膜。考察了钛前体浓度、酸度、反应时间及反应温度对TiO2纳米棒形貌的影响。结果表明，加入1 mL钛酸丁酯、30 mL去离子水、30 mL浓盐酸，以150℃~180℃加热18 h，可以制备出直径120 nm、垂直于基底、分散性较好的TiO2纳米棒阵列薄膜。 (2)采用循环伏安法在ITO玻璃上沉积CdSe薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见(UV-VIS)分光光度计以及电化学工作站对不同温度退火后的CdSe薄膜的晶体结构、形貌、光学性能、光电性能进行表征和测试。结果表明，制备的CdSe薄膜表面平整、厚度均匀，且由呈纳米颗粒状立方相CdSe构成；经退火后，CdSe纳米颗粒出现不同程度的长大现象。紫外-可见吸收光谱表明随着退火温度的升高，CdSe薄膜对可见光的吸收发生红移，表明禁带宽度逐渐减小，表现出量子尺寸效应。通过光电流测试表明，随着退火温度的升高，CdSe薄膜的光电响应效应显著提高。与未退火相比，350℃退火后，禁带宽度从1.88 eV降低到1.75 eV，光电流密度从2.76 mA·cm-2提高到7.03 mA·cm-2，提升了2.5倍。 (3)以氯化镉(CdCl2·5H2O)、二氧化硒(SeO2)为原料，采用循环伏安法，在TiO2纳米棒阵列薄膜上沉积CdSe，制备了CdSe/TiO2异质结薄膜，并研究了SeO2浓度、沉积时间、退火温度及退火时间对CdSe/TiO2异质结薄膜形貌结构及光电性能的影响。结果表明，使用4 mmol SeO2的100 mL水溶液，循环沉积4次，可制备出转换效率为5.03％，光电流密度为3.61 mA·cm-2的CdSe/TiO2异质结薄膜。当CdSe/TiO2异质结薄膜在450℃条件下经5 h退火后，形成了棒-壳结构，光电转换效率进一步提高至8.75%，光电流密度提高至5.16 mA·cm-2。