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绿色低碳环保是人们追求的生活方式，清洁能源的开发势在必行，太阳能在清洁能源中脱颖而出。氧化钛(TiO2)无毒、稳定、价格便宜。纳米技术的发展推动了纳米结构TiO2尤其是TiO2纳米管阵列在光解水制氢、光催化和太阳能电池等领域的应用。但TiO2的带隙宽度(3.2 eV)决定了它只能吸收太阳光谱中的紫外光。因此，为了提高光的利用率，通常对TiO2纳米管阵列进行改性，与窄带隙的无机半导体复合是一种有效的改性手段。 Sb2S3是一种直接带隙半导体，具有大的吸光系数(1.8×105 cm-1)和合适的光学带隙(1.7 eV)，呈现出高的光敏感性和热电性能，是理想的光敏化剂。 CuI是一种宽带隙p型无机半导体(3.1 eV)，具有高的空穴迁移率，在固态太阳能电池、发光二极管、场效应晶体管等器件中展现出了极大的应用前景。本课题以Sb2S3对TiO2纳米管阵列异质结的改性展开，主要内容包含以下几个方面: 1.利用水热法成功制备了Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结，水热过程中用三种不同的前驱体溶液体系来控制Sb2S3的尺寸及负载量。 (1)以SbCl3(HCl)水溶液和Na2S·9H2O水溶液为前驱体，制各的Sb2S3纳米颗粒尺寸约为11-15 nm，得到的Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结的Jsc为1.42 mA/cm2，光电转换效率η为0.40％; (2)以SbCl3水溶液和Na2S2O3·5H2O水溶液为前驱体，实验过程中通过改变反应时间和前驱体溶液的浓度两种措施来调控Sb2S3的尺寸及负载量。首先，以0.8 M的SbCl3水溶液和1.6 M的Na2S2O3·5H2O水溶液为前驱体，改变水热反应时间(8h、16h、24h)的过程，当反应时间为16h时获得的Sb2S3(16h)/TiO2纳米管阵列异质结的最大短路电流Jsc高达4.10 mA/cm2，开路电压Vac达到了0.90 V，光电转换效率η达到2.82％。其次，改变前驱体溶液的浓度(SbCl3水溶液的浓度分别为1 mM、8 mM和16 mM，对应的Na2S2O3·5H2O水溶液的浓度分别是2mM、16 mM和32 mM)，当SbCl3水溶液的浓度为8 mM，Na2S2O3·5H2O水溶液浓度为16 mM时，得到的Sb2 S3(8mM)/TiO2纳米管阵列异质结的短路电流Jsc高达2.32 mA/cm2，开路电压Vac达到了0.84 V，光电转换效率η达到0.64％。 (3)以SbCl3乙醇溶液和Na2S·9H2O水溶液为前驱体:Sb2S3纳米颗粒平均尺寸在15 nm和22 nm之间，Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结的短路电流Jsc为1.92 mA/cm2，光电转换效率η达到了0.66％。 2.在水热法制备的Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结中引入空穴传输材料CuI，光生载流子的分离效率得到显著提高，短路电流Jsc由原来Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结的1.92 mA/cm2提高到3.51 mA/cm2，光电转换效率η从原来的0.66％提高到0.95％。并借助紫外-可见光吸收谱、表面光电压谱和光致发光谱分析了CuI对Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结的影响及光生载流子的迁移机制，发现CuI在Sb2S3/TiO2纳米管阵列异质结中不仅传输着空穴同时还起着阻挡电子的作用，另外，在紫外光区还起着吸收光的作用。