半导体材料被广泛地应用在太阳能转化与存储器件中,如太阳能水分解电池和太阳能充电超级电容器等。为提升半导体光电极性能,通常会在半导体与电解液界面引入中间层。然而,目前其界面电荷传输机理还不清楚,阻碍了太阳能转化与存储器件性能的进一步提升。本文以Fe₂O₃和Ti O₂氧化物半导体与Ni（OH）₂法拉体材料组成的异质结为模型,研究了其界面电荷传输机理以及对太阳能水分解和太阳能充电超级电容性能的影响规律。取得了如下创新性成果:（1）提出了半导体法拉第结的新概念半导体法拉第结由半导体和法拉体材料接触形成。其中,法拉体材料是一种电子离子耦合传输导体。半导体法拉第结具有与传统半导体结（肖特基结、p-n结等）完全不同的界面电荷传输行为:在法拉第结中,界面电荷传输载流子为耦合的电子和离子,当发生界面电荷转移时,法拉体发生化学变化。因此,法拉第结为一种化学结。而传统半导体结的界面电荷传输载流子仅为电子,当发生界面电荷转移时,没有化学变化发生,因此传统半导体结为物理结。半导体法拉第结这种特殊的特性在太阳能转换与存储器件中具有重要的应用前景。（2）发现了法拉第结中法拉体材料氧化还原电位窗口依赖于半导体能带位置的新特性通过将同一法拉体材料（Ni（OH）₂）沉积在不同导体（FTO、Pt片以及碳布）和不同半导体（Fe₂O₃和Ti O₂）上。我们发现Ni（OH）₂的氧化还原电位窗口在不同导体上是相同的,不依赖于导体的费米能级。而在半导体上则展示出完全不同的电化学行为,其氧化还原电位窗口随着半导体的不同而改变,依赖于Fe₂O₃和Ti O₂的导带位置。我们通过能带理论解释了半导体调节法拉体氧化还原电位窗口的原因。法拉第结的这一新特性将为构建其他新型半导体器件提供借鉴意义。（3）发展了通过消除法拉体材料与导电衬底之间短路电流提升法拉第结光电化学性能的新方法在半导体法拉第结的制备过程中,经常会导致法拉体与导电衬底直接接触。当Ni（OH）₂法拉体材料被氧化成Ni OOH时,其电导率会发生巨大变化,增加13个数量级,从而导致法拉体材料与导电衬底之间形成短路,显著降低光电化学分解水和太阳能充电超级电容器性能。在本研究中,我们采用光电沉积的方法将Ni（OH）₂法拉体材料选择性沉积在半导体表面,而不沉积在导体衬底表面,从而消除了短路电流,显著提升其太阳能水分解以及太阳能充电超级电容器性能。该方法为制备其他高效半导体法拉第结提供了参考。