以及喷涂热解法等制备，得到转换效率较高的多晶或薄膜光电极，这些方法价格低廉、简单
易行，多数还可适用于大面积制备。在
CdX（X=S、Se、Te）化合物中 CdS 的能隙较大
（
Eg=2.4eV），只能吸收小于 517nm 波长的太阳光，曾用压片烧结、涂敷、喷涂热分解制备
各种
CdS 电极并用 RuS2 进行光谱敏化，将吸收截止波长由 517nm 延长至 890nm，但转换
效率都很低，因此研究的重点是
CdSe 和 CdTe 电极。用涂敷法在各种金属基底（钛、铬、钼、
铂）、非金属基底（二氧化锡、石墨、破碳）上都可成功制备性能稳定、重现性好的
CdSe 薄
膜电极。在金属基底
CdSe 薄膜结合力强，界面电阻小，经过电极表面的化学刻蚀和光化学
刻蚀获得了
7％的能量转换效率。进一步控制热处理气氛中的含氧量使转换效率提高至
8.3％。制备中用 Te 替代部份 Se 形成 CdSe 和 CdSexTe1-x 薄膜电极，其光谱响应范围与 X
值大小有关，当调
X=0.63 时能量转换效率达到 12.3％。CdTe 具有吸收太阳光能的最佳能隙
（
Eg=1.4eV），其单晶电极在多硫溶液中达到 15.6％的光电转换效率，但用电沉积法制备
多晶薄膜电极却只获得
3.6％的转换效率。比较 CdX（X=S、Se、Te）光电极性能不难看出，
CdSe 和 CdSexTe1-x 薄膜的光电性能和稳定性能优于 CdS 和 CdTe 电极，是光电化学研究中
有发展前途的光电极材料。在
CdS 和 CdTe 薄膜的研究中证明了表面修饰也是改善光电性能
的有效措施，研究
Au、Pt、Ru 和 Pd 等贵金属修饰 CdS 和 CdTe 电极，发现贵金属在电极表
面的构型不同会产生不同效果，大量的
Pt 岛覆盖电极表面降低了电极界面光电化学反应的
极化，增大了反应的交换电流，是电极界面光电催化的最佳构型。
Pd 的修饰形成了金属致
密层，结果使光电性能下降，产生与
Pt 修饰相反的效果。用 LB 膜技术实现分子取向、排列
结构和浓度可控的条件下研究具有不同氧化还原电位和传递电荷性质的二茂铁衍生物修饰
CdSe，薄膜电极，将电极表面的微观分子设计与宏观电极过程联系起来，为修饰分子的优
化提供大量信息，使半导体电极表面修饰技术有很大的提高和发展。
对
Ⅲ~Ⅴ 族化合物半导体主要研究 GaAs 和 InP 单晶电极，它们具有吸收太阳光能的最 佳带
隙，可以构成高效的光电化学电池。
n-GaAs 电极在多硒溶液中有较好的稳定性，经 H2SO4-
H2O2 混合溶液的反复刻蚀，再吸附 Ru3+离子后有效降低表面复合，使光电转换效率大大
提高，接近于
20％。n-InP 电极的晶面取向和掺杂浓度对光电性能有很大影响，掺杂浓度低
（
1016cm-3）的光电流、光电压优于掺杂浓度高（1018cm-3)的电极；在 Fe2+/Fe3+酸性溶液
中，性能稳定，转换效率达到
18％，p-InP 电极在 V2＋／V3＋溶液中表面经 Ag 修饰和电
镀
Cu 改善背面接触后效率达到 18.8％。
过渡金属二硫族层状化合物具有特殊的电子结构，其过渡金属存在分离的
d 轨道，受 激电
子在
d-d 轨道间跃迁，最大跃迁能为 1.1eV-1.8eV，而且不影响化学键，因此其光稳定性好。
研究天然晶体
MoS2 电极发现其光电性能存在各向异性的特征，电极的表面性质是决定光
电性能的关键因素，通过离子特性吸附和表面活性剂处理都能明显提高光电流和光电压 ，
FeS2 电极则可通过界面配位化学途径来改善其光电性能。
在三元半导体化合物中研究了
CuInS2 和 CuInSe2 及其固溶体的烧结多晶电极，通过固 溶
体 的 组 成 变 化 来 改 变 电 极 的 能 隙 及 电 子 亲 合 势 ， 得 到
CuInS2（1.51eV）、CuInS1.5Se0.5(1.44eV)、CuInSSe（1.24eV）、CuInS0.5Se1.5（1.13eV）
和
CuInSe2(1.04eV）不同组成的三元化合物多晶电极，在多硫溶液中以 CuInS2，电极的光
电流、光电压最大，转换效率达到
1.8％，而且间断运行一年光电性能未见衰减。AgInSe2 电
极在多碘溶液中的光电化学性能优于
CuInSe2。
氧化物半导体一般具有很好的光稳定性能，但存在的问题是能量转换效率较低，因
此研究的重点是通过光谱敏化、离子掺杂和光电催化作用来改善其光电性能。最有代表性的
是
TiO2，热氧化制备的多晶薄膜电极在通氮无氧的 K4Fe（CN）6 和 HClO4 混合溶液中浸
渍，由于
K4Fe（CN）6 与 TiO2 表面中的 Ti4＋形成电荷转移配合物，使 TiO2 的吸收光谱
由
400nm 扩展到 600nm 以上。另外，还研究了铱和钴对 TiO2 电极光电化学反应的催化作用，