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随着我国经济的持续快速发展,能源匮乏的问题已经日益突现,因而开发环保,高效的新能源成为了目前科研工作的首要任务。由于氢气被认为是清洁能源的代表,所以太阳能光解水制氢在最近几十年受到了人们的广泛关注。本论文着眼于制备对可见光响应的具有新颖纳米结构的金属半导体氧化物(a-Fe203,W03),并讨论了以其为阳极的光电化学电池的性能。具体说来,本文用简单快速的乙醇和乙腈溶剂热法分别在FTO (Flurine-doped tin oxide), Ti, W, Pt等基底上成功制备了沿[110]方向生长的α-Fe2O3(Hematite)纳米线阵列。并且讨论了反应温度,时间和pH值等参数对纳米线生长的调控。接下来用高温扩散的方法分别对生长于FTO和Ti上的纳米线进行了Sn和Ti的掺杂,讨论了样品的加热方法,温度,种子层,晶界等对掺杂的影响。首次应用了二氧化硅包裹的方法解决了高温氩气流对纳米线的腐蚀。光电流和IPCE(incident photon to current conversion efficiency)在掺杂后有了显著的提高。通过电化学阻抗的测试,用莫特-肖特基方法得出了纳米线的平带电压和载流子浓度,分析了它们对光电流的影响。最后,我们探讨了从纳米线制备纳米管的可能性,答案得到了肯定,但是需要进一步的改进和探索。另外,本文用低温水热法(800C)在酸性条件下处理W片的方法制备了垂直于基底的由超薄纳米(20 nm)片组装而成的多层状薄膜。讨论了酸的种类,反应温度,时间等对薄膜生长及形貌的影响。XRD证明此独特结构的薄膜为WO3·H20,加热以后成功转变为WO3,但是超薄纳米片合并成了较厚的W03纳米片,500℃加热的17h样品中出现了多孔状的结构。这些薄膜可以在较低的偏压下获得较高的饱和光电流,通过对薄膜形貌,紧密堆积层,平带电压,禁带宽度,系统电阻等的分析,我们认为这是由于成功抑制了暗电流的原因。光电流测试表明对于氧化钨来说大约4μm厚的薄膜是必须的,较薄的薄膜对光的吸收不充分,会降低其光电流。40%(400 nm)的IPCE数值说明我们所制备的W03薄膜具有较高的光解水应用价值。