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随着化石能源的日益枯竭,太阳能作为新型可再生能源的来源受到了人们越来越多的关注。其中无机半导体纳米材料通过将太阳能转化为可再生能源,得到了研究者们的青睐。目前,有多种半导体纳米材料被应用于可再生能源领域,其中Cu2ZnSnS4（CZTS）半导体,因具有与太阳光谱匹配的禁带宽度,较高的光吸收系数,良好的催化能力以及组成元素来源丰富、环境友好等优点而获得了广泛的关注和研究。目前已经在薄膜太阳能电池,染料敏化太阳能电池及光催化等方面得到广泛的应用。自1972年,日本东京大学Fujishima A和Honda K两位教授首次在TiO2半导体单晶电极上实现了光催化产氢的反应,揭示了人类可以直接利用太阳能得到氢能源的可行性。从此,人类开始发展用半导体的光催化作用进行光催化制氢的研究。虽然到目前为止一些明星材料,如:TiO2、CdS等已经取得了较高的光催化产氢效率,但这些半导体材料大多利用紫外光及小部份的可见光,对太阳光的利用效率较低。相对来说,CZTS半导体的组成元素在地壳中含量丰富且能够充分利用可见光。目前,以CZTS半导体为光催化剂进行制氢反应,已经取得了一定的进展。尽管CZTS能够有效的利用太阳能,但光催化制氢的效率依然较低。主要是因为以下问题:（1）CZTS材料自身的多元素组成及非化学计量比特性导致其材料本身具有较多的有害缺陷,而这些有害缺陷的存在使得光生载流子在CZTS体相和表面复合非常严重,直接影响到了CZTS作为光催化剂的催化制氢活性与稳定性。（2）CZTS本征半导体带隙较窄,只有约1.5 eV,且CZTS属于直接带隙半导体。因此,在光照条件下,被激发的电子从CZTS的价带跃迁至导带上后,会在很短的时间内重新回到价带上与价带上产生的光生空穴发生复合。这部分光生载流子复合后,能量以光能和热能的形式散发出去,对产氢性能的提高几乎没有作用。（3）用不同方法制备出来的CZTS纳米材料的有效比表面积不同,不同的CZTS表面组成也有差异,因此在一定程度上会影响到CZTS的产氢活性。为了解决以上问题,我们利用不同的制备方法,合成了性能不同、形貌各异的CZTS纳米材料,探索其对催化制氢性能的影响。我们发现不同的CZTS纳米材料的光催化制氢性能不同,这个是因为不同方法制备的CZTS结构（包括:结晶性、晶相结构及活性面）不同,而使得产氢性能有所差异。但总的来说,原生的CZTS纳米材料的光催化产氢性能均较差;接着,我们通过Na掺杂的方式,对CZTS半导体的组成结构进行调控,解决CZTS的体相缺陷问题,降低CZTS中光生载流子的复合速率,提高了CZTS半导体材料的光催化产氢性能。在此过程中,我们还发现Na元素的引入对CZTS纳米材料的光吸收性能没有太大的影响;但显著的提高了光生载流子的浓度,并且延长了其寿命。最后Na元素的引入在一定程度上提高了CZTS的光催化活性,即成功的将CZTS半导体的光催化产氢效率从90μmol/g·h提高到了165μmol/g·h。虽然相对于纯的CZTS纳米材料,Na-CZTS纳米半导体的催化性能有所提高,但实际产氢效率依旧较低,同时说明体相复合不是光催化产氢的主要障碍和原因。因此,最后我们通过构建半导体/半导体p-n型异质结的方式,调控CZTS的形态结构,在两种半导体材料的界面处形成一个内置电场,此内置电场能使亲水性CZTS-CdS纳米复合物具有以下优点:1、加快光生载流子的分离与迁移效率,增加有效的光生电子-空穴（e--h+）对的数量;2、推动CZTS导带上的光生电子向CdS的导带上迁移,同时促进CdS价带上的光生空穴转移至CZTS的价带上;3、在很大程度上减少CZTS和CdS两半导体材料界面处的缺陷,降低光生载流子的再复合几率;4、延长了光生电子-空穴对的寿命,显著提高了光生载流子的利用率。当CdS纳米棒的量达到150mg时,我们所构建的CZTS-CdS（150）纳米复合材料的光催化最高产氢效率达到了11 mmol/g·h。