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光电化学（photoelectrochemical,PEC）或光催化分解水产氢的研究是解决能源和环境问题的有效手段之一。目前光电化学系统中最常用的半导体材料仍然是二元金属氧化物,如Ti O2和ZnO等,但由于这些材料的光学带隙较大只能被紫外光激发,因此限制了其在实际中的应用。BiFeO3（BFO）是一种众所周知的单相多铁性材料,存在较强的铁电性能,且具有较小的光学带隙（2.12.8 eV）。已有一些研究小组制备出纳米结构的BFO粉末来研究其光电化学性能,但是粉末样品中很难研究铁电极化对BFO光电化学性能影响。BFO多晶薄膜因制备成本相对低廉、制备工艺简单适合于实际应用,更为重要的是它可以用来研究铁电极化与光电化学性能的关系,而这种研究在以往的文献报道中还比较少。此外BFO多晶薄膜缺陷相对较多,所产生的光生电子-空穴复合速率较快,降低了其光电化学性能,因此如何提高BFO多晶薄膜的光电化学性能也是亟待解决的问题在本论文中我们主要开展了以下两个工作:（1）Ag/BFO薄膜光电极的制备及其光电化学性能研究我们首先采用溶胶凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si（100）基片上生长了BFO多晶薄膜。研究了不同Bi浓度和后退火温度下BFO薄膜的微结构,并在此基础上研究厚度对薄膜微结构、光学性能以及光电化学性能的影响,得到BFO多晶薄膜适合的制备工艺。随后研究了铁电极化对BFO薄膜光电化学性能的影响。最后通过恒定电压脉冲沉积法在BFO薄膜表面修饰适量的Ag纳米颗粒,提升了复合体系的光电化学性能。其中15 s-Ag/BFO薄膜的光电流密度是纯BFO薄膜光电极的两倍。我们认为这主要是来自于Ag纳米颗粒局域表面等离激元共振效应,以及金属/半导体界面处形成的肖特基势垒。这部分工作已发表在Applied Physics Letters,2016,108,022902。（2）还原氧化石墨烯/BFO薄膜光电极的制备及其光电化学性能研究。我们首先采用化学方法还原石墨烯制备出还原氧化石墨烯（RGO）,然后将之与BFO薄膜进行复合,制得不同负载量的RGO/BFO复合薄膜。其中RGO负载量为3×10-9 g/cm2的样品光电流密度较纯BFO薄膜有5倍提升。这主要是由于RGO可以增加复合光电极对光的吸收,同时BFO薄膜所产生的光生电子迁移到RGO后,能够获得较高的迁移率,从而减少了光生电子-空穴对的复合,使得复合体系的光电流密度得到大幅度提高。