[monolithed]

Да, и насколько я понял, чтобы функция сохранялась для каждого элемента, она должна состоять внутри другой, или нет?

не правильно трактуете смысл, вам нужно создать замыкание, а вообще:

Вообще в данном случае юзать this проще.

На вскидку:

<script type="text/javascript">
window.onload = function() {
    var fragment = document.createDocumentFragment(),  i = 10;
    
    while(i--) {
        div = document.createElement('div');
        div.innerHTML = 'click';
        
        div.onclick = (function(i) {
            return function() {
                this.innerHTML = i;
            }
        })(i);
        fragment.appendChild(div);
    }
    document.body.appendChild(fragment);
};
</script>