光电化学池(PEC)催化制氢是重要的清洁能源生产途径。目前PEC光催化制氢体系中存在着太阳光不能被有效利用、可见光催化制氢效率比较低的瓶颈，急需发展稳定、高效的可见光催化剂。　　 窄带隙半导体能够有效吸收太阳光，并且可以通过构筑串联PEC实现水的全分解。另外，窄带隙半导体一维纳米阵列结构具有独特的光电化学性能，具有强的陷光能力及通过载流子径向分离以缩短载流子迁移距离的优势。但是窄带隙半导体在水相中容易发生光腐蚀，因而存在催化剂稳定性差的问题。本论文研究在窄带隙半导体表面构筑有机/无机复合核壳结构，提高其光催化稳定性的方法;并研究此有机/无机复合核壳结构的光电性质，将其作为PEC光电极构筑光催化剂制氢体系，研究该体系的光催化制氢性能。研究结果显示在一维硅纳米阵列结构表面包覆导电高分子修饰层的策略能够有效提高其光催化稳定性，实现高达3％的太阳能-化学能能量转换效率。重要的是，此策略可以进一步推广，解决其它半导体光催化剂如ZnO等的光腐蚀问题，促进稳定、高效太阳能转换材料的发展。　　 主要研究内容如下:　　 (1)通过电化学法聚合法在阵列结构SiNW表面沉积I-掺杂的PEDOT，构筑有机/无机复合核/壳结构，将其作为光阳极构建PEC制氢体系。结果显示在I-/I3-体系中氢气产生速率为112.39μmolcm-2h-1;太阳能-化学能能量转换效率为3％，达到该研究领域的领先水平;　　 (2)将此研究思路进一步创新性地拓展到易发生光腐蚀的宽带隙半导体材料领域。以ZnO纳米线为例，在ZnO纳米线阵列结构表面电聚合PEDOT，构建ZnO/PEDOT复合核/壳结构光阳极，用于可见光PEC全分解水制氢。结果显示，在可见光光照下，ZnO/PEDOT复合核/壳结构器件能够达到0.26％的较高的光电化学能量转化效率。此结构增强了ZnO纳米线阵列在可见光区的光电化学转化效率，显示出较好的稳定性能;　　 (3)使用氧化化学气相沉积法，在硅纳米线表面包覆Cl-掺杂的聚3、4-乙撑二氧噻吩(PEDOT:Cl)导电聚合物层，构建PEDOT:Cl/SiNW核/壳结构水氧化光阳极。该结构不仅保护了硅表面不被氧化，而且由于PEDOT:Cl高的电导率，更极大地降低了水氧化时PEC阳极与溶液界面的电荷转移电阻及过电位，在pH=7条件下显示出较好的水氧化效果:100mWcm-2光照时，阳极产生超过10.0mAcm-2的高电流密度(电流J=10.3mAcm-2，电压V=1.0V(vs.SCE))，水氧化起始电位低至0.28V(vs.NHE)，光电压为0.812V，研究结果位于目前水氧化PEC器件测试结果前列。