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染料敏化太阳电池(Dye-sensitized Solar Cells, DSSCs)是一种具有广泛应用前景的低成本、高效率光伏技术,在国际上引起了广泛关注。近年来,其在制备工艺和光电转化性能方面均取得了显著进展。然而,传统平板染料敏化太阳能电池(Planar Dye-sensitized Solar Cells, PDSSCs)往往以硬质材料作为基底,其抗外力能力差、空间限制大,制约了其便携性。纤维状染料敏化太阳能电池(Fiber-shaped Dye-sensitized Solar Cells, FDSSCs)以柔性的金属丝、碳纤维等导电纤维作为基底,可采用现有纺织技术将单根纤维电池组装成布匹、衣、帽等,实现可穿戴、便携式太阳能电池模块化设计与制备。因此,越来越多的科研工作者专注于FDSSCs的开发及研究。目前,FDSSCs对电极通常采用导电性好、电催化活性高的铂(Pt)丝,但其在地壳中储量少、价格昂贵、制备耗能大,限制了FDSSCs的规模化生产和应用。针对这一问题,本文从开发经济高效非Pt对电极材料的可控制备入手,开展非Pt对电极材料的导电性、催化活性位点和薄膜内离子扩散速率研究,实现对电极材料的微纳结构设计与构筑。主要研究内容如下：(1)采用两步法在导电碳纤维(Carbon Fiber, CF)基底上构筑一层由单晶氮化钛(TiN)纳米片组成的多孔结构薄膜,得到氮化钛-碳纤维(TiN-CF)的核壳结构纤维对电极。研究结果表明,以TiN-CF为对电极的FDSSCs转化效率为7.2%,高于Pt丝为对电极的转化效率(6.23%)。TiN单晶结构利于电子快速高效地传输；介孔结构TiN纳米片交错地自组装成的多孔薄膜,具有较多的活性位点和大量的I3-/I-离子扩散通道,从而展现出优异的电催化活性。(2)采用一步水热法,分别在碳纤维表面原位生长纳米带CoNi2S4 (CoNi2S4-CF)和纳米棒CoNi2S4 (CoNi2S4-CF)两种对电极材料。以纳米带CoNi2S4-CF为对电极的FDSSCs光电转化效率为7.03%,而相同条件下基于Pt线FDSSCs的转化效率为6.45%,表明纳米带CoNi2S4-CF不仅价格低廉且具有良好的导电性及电催化性能。而基于纳米棒CoNi2S4-CF的FDSSCs转化效率为4.1%,远低于Pt丝及纳米带CoNi2S4-CF为对电极的结果。纳米带CoNi2S4暴露面具有较多的活性位点,从而表现出较高的电催化性能；而纳米棒CoNi2S4暴露面的活性位点较少,使其电催化活性低于纳米带CoNi2S4。(3)在Co、Ni金属丝表面原位一步生长单晶纳米片状金属硒化物M0.85Se-M(M=Ni,Co),获得核壳结构型高性能、低成本对电极。M0.85Se具有的优势：(1)单晶Mo.85Se纳米片有利于电子传输；(2)自组装形成的多孔结构增加了其与电解液之间的接触面积,并有利于13-/I-离子扩散；(3)M00.85Se原位生长在金属基底上,两者结合牢固,电子可以快速有效地转移。因此,基于Co0.85Se-Co和Ni0.85Se-Ni对电极的FDSSCs转化效率分别为6.55%、7.07%,与Pt丝电极的电池效率6.54%相当。