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硅在地壳中的含量仅次于氧，地球元素丰度高达28％。由于其高储藏量、低毒性、廉价以及独特的电学和光学性能，硅元素是在光伏领域应用最多的半导体材料。目前，通过人工光合作用将太阳光和二氧化碳转换为化学燃料的研究正吸引着越来越多的关注，开发能有效利用太阳能转换二氧化碳的材料正成为新能源领域的研究热点之一。