为了应对世界范围内的能源危机和环境污染问题,人类正逐步尝试开发利用太阳能这一取之不尽、用之不竭的清洁型能源。太阳能电池是将太阳能转化为电能的重要载体,在这个过程中扮演着不可忽视的角色。而半导体材料作为太阳能电池的核心部分,是各国学者合理设计及应用太阳能电池的基础。半导体二氧化钛（TiO₂）是常用的太阳能电池光阳极材料,在光电转化、光催化降解、光解水制氢等众多方面都有广泛应用。独特的能级结构、良好的光稳定性、无毒易制备等优点使其在生物、环境、能源等领域有着广阔的应用前景。在众多TiO₂纳米材料的形貌中,密集有序的一维纳米棒阵列结构由于其高效的电子转移效率、良好的光散射效应、较低的界面电阻等优势已经引起人们深入的研究和关注。本文通过水热反应在氟掺杂氧化锡（FTO）导电玻璃上制备了密集有序的TiO₂纳米棒（TNR）阵列,并构建了以贵金属和窄带隙半导体修饰TNR的三元体系,研究探讨了所得体系的形貌表征以及光电性能。主要的研究内容如下:以FTO导电玻璃为基板,首先采用水热反应制备了TNR阵列,然后通过湿化学法和原位硫化的方法合成了Ag-Ag₂S量子点（QDs）共修饰的单晶TNR阵列。通过改变样品Ag/TNR在含硫粉的N-N-二甲基甲酰胺溶液中的反应时间来控制原位生长Ag₂S量子点的尺寸和含量。对所有获得的样品进行了结构和性能表征。研究结果表明,原位反应12小时的样品Ag-Ag₂S/TNR表现出最佳的光电流密度（0.082 mA/cm²）和光催化效率（62.2%）,分别为单独TNR的5.5和1.85倍。这些性能改善的原因可以概括为以下两个方面:一方面贵金属Ag的局域等离子共振（SPR）效应拓宽了样品对光的响应范围,另外,Ag-Ag₂S材料之间的协同效应加速了光激载流子的传输和转移。因此,Ag-Ag₂S量子点共修饰的TNR阵列能够有效的抑制光生电子-空穴对的复合,从而提升Ag-Ag₂S/TNR材料整体的光电化学和光催化性能。利用连续的水热反应和原位阳离子交换的方法,成功地构建了以In₂S₃纳米片和CdS量子点共修饰的密集有序的TNR阵列。通过改变样品TiO₂/In₂S₃在Cd²⁺溶液中的反应时间来探究CdS量子点含量和尺寸对样品整体性能的影响。研究了所有样品的表征形貌和光电性能。测试结果显示,相比较于未经修饰的TiO₂纳米棒阵列,改性后的样品TiO₂/In₂S₃/CdS可以显著增强对可见光的吸收,加速表面光生载流子的分离及转移,从而提升三元体系的光电化学和光催化性能。其中,样品TiO₂/In₂S₃/CdS（30 min）的光电流密度（0.18 mA/cm²）和光催化效率（58.8%）分别为未经敏化TNR的18倍和6倍。这些性能的增强与样品TiO₂/In₂S₃/CdS各组分之间的协同效应密切相关。由于In₂S₃和CdS相对较窄的禁带宽度,因此在TiO₂/In₂S₃和In₂S₃/CdS界面均存在着Ⅱ型纳米异质结,这种双向的电子转移路径极大的提升了电子传输效率,此外,片状结构的In₂S₃具有较大的表面积也增强了对可见光吸收,这些协同效应提升了三元样品整体的性能。