通过光催化剂将光能转换为化学能，例如在光催化剂的催化下，将光能转换为水分解的H2 和O2，或将光能转换为水和氧产生的羟基自由基HO·。前者可用于H2-O2 燃料电池等发电，后者用于降解水体有机污染物。因此，本研究领域旨在解决如何将光能高效转换为化学能的问题。通过复合、掺杂和敏化手段扩展材料对光吸收的波长范围，提高光能的利用效率，并在纳米尺度上设计和制备有利于光采集、吸收和光生载流子分离和输运的表面结构和形貌，达到提高光能转换效率的目的。