中文摘要：

氢能一直被人们认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源, 以方便而廉价的方法制备氢气则成为人们梦寐以求的愿望。太阳能是最干净而又取之不尽的自然能源，太阳能制氢具有清洁、有效、安全和可持续的特点，太阳能光解水制氢- 氢能发电可构成了完美、可持续的绿色循环，太阳能制氢则是该领域的科学研究前沿。本课题以集成自耦合型太阳光制氢系统为模式，以理论分析为基础，采用分子设计、纳米构筑和掺杂敏化技术，设计、制备、研制高效、稳定的多层（级）薄膜光电极和解水电极，构筑和研究高效太阳能光解水制氢系统，大幅度提高太阳能制氢系统光转化效率，为太阳能制氢气技术的开发提供新途径。

结论摘要：

氢能一直被人们认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源, 以方便而廉价的方法制备氢气则成为人们梦寐以求的愿望。太阳能是最干净而又取之不尽的自然能源，太阳能制氢具有清洁、有效、安全和可持续的特点，太阳能光解水制氢 - 氢能发电可构成了完美、可持续的绿色循环，太阳能制氢则是该领域的科学研究前沿。本课题以集成自耦合型太阳光制氢系统为模式，以理论分析为基础，采用分子设计、纳米构筑和掺杂敏化技术，设计、制备、研制高效、稳定的多层（级）GaAs基、Si基和TiO2基薄膜光电极，以及RuO2基、Ru-Ce-Sn基和Fe-Ti基薄膜解水电极，并分别制成光电单元和电解单元；采用两个单元部分直接耦合、构筑新型高效太阳能光解水制氢系统，并进行了系统研究和评价，此系统能级/能量匹配、电位匹配、效率匹配，具有的高效、集成、直接耦合等特点。光解水制氢总效率达到光电池（单元）的85%以上，大幅度提高太阳能制氢系统光转化效率，为太阳能制氢气技术的开发提供新途径。