ZnO是一种直接宽带隙的半导体材料,室温下的禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60meV,它在半导体发光二极管(LED)、太阳能电池、纳米发电机、场效应晶体管(FET)、紫外光探测器、压电器件、声表面波器件、气敏传感器和光催化降解等很多领域都有重要的应用前景。近年来,ZnO纳米结构的制备及其相关器件的研制应用受到了科学工作者越来越多的关注,并已成为国际纳米科技领域中的研究热点之一。本论文针对纳米棒状ZnO自组装结构的可控生长,及相关光电器件的设计和制备等问题,主要开展了以下几个方面的研究：1：采用恒温水浴法,以Zn(CH3COO)2和NH3·H2O为反应体系,在反应溶液pH为11,初始Zn2+浓度为0.25mol/L,陈化温度为85℃的条件下,制备出了六方纳米棒状ZnO的自组装结构。研究结果表明：反应溶液pH值、初始Zn2+浓度以及陈化温度等实验条件均会影响产物的形貌。在反应过程中,会出现中间产物ε-Zn(OH)2晶体,同时随着反应时间的增加八面体ε-Zn(OH)2微晶会逐渐转变为ZnO晶体,它们之间的相变过程同时遵循溶解-再结晶和固相转变两种机制。2：首先采用连续离子层吸附与反应法,在前躯体溶液pH为10,前驱体溶液中初始Zn2+浓度为0.2mol/L,循环次数为50次的条件下,在FTO导电玻璃上生长了尺寸为30nm左右的ZnO纳米晶种层。其次通过恒温水浴法在晶种层上继续制备了沿其c轴择优生长的一维ZnO纳米棒阵列,其直径为150nm左右,长度为1μm左右。研究结果表明：ZnO纳米晶种的形貌和大小受循环次数、前躯体溶液pH值和初始Zn2+的浓度变化等实验条件的影响较大,而一维ZnO纳米棒阵列的密度,直立性和直径大小也与反应溶液的pH值、反应溶液中Zn2+浓度、反应温度、纳米晶种层和基底放置方式等条件密切相关。3：采用恒温水浴法,以Zn(CH3COO)2和TEA为反应体系,制备了由粒径20～30nm的ZnO纳米颗粒团聚形成的微球结构,结果表明：ZnO纳米颗粒是由具有层状结构的中间产物相Zn5(OH)8Ac2·2H2O热分解而形成的。当一维ZnO纳米棒阵列在此反应体系中二次生长后,形成了表面粗糙并呈半球状的ZnO纳米棒阵列/纳米颗粒团聚复合膜。ZnO的纳米颗粒团聚微球和纳米棒阵列/纳米颗粒团聚复合膜都在可见光区域内出现了一个明显的吸收峰。以ZnO纳米棒阵列/纳米颗粒团聚复合膜为光阳极形成的染料敏化太阳能电池光电转换效率为3.17%,明显高于ZnO纳米颗粒团聚微球的和一维ZnO纳米棒阵列的值。其主要原因是由于ZnO纳米棒阵列／纳米颗粒团聚复合膜同时具备了较高的光生电子传输效率、比表面积和光子收集效率。4：采用水热法,以Cu(CH3COO)2·H2O和TEA为反应体系,在反应温度为160℃,反应时间为80min的条件下制备了Cu20八面体。结果表明：水热反应中过高的温度和过长的时间都会促使Cu20晶体进一步还原为单质Cu晶体,并且可通过添加表面活性剂CTAB或醇类溶剂来改变Cu20晶体的形貌。当其在一维ZnO纳米棒阵列上生长时,可形成比较致密的,厚度为1.5μm左右的Cu20薄膜。形成的ZnO/Cu2O异质结在紫外光和可见光范围内均具有良好的光吸收性能。当在模拟太阳光照射下时(AM1.5),组建的ZnO/Cu2O异质结太阳能电池的开路电压为0.36V,短路电流密度为7.8mA/cm2,填充因子为31%,光电转换效率为0.86%。