碱式碳酸铋（Bi2O2CO3）具有毒性低、稳定性高和催化活性好等优点，是目前铋基半导体材料研究领域的热点材料之一。然而碱式碳酸铋的禁带较宽，不能有效地吸收利用可见光，同时光生电子和空穴对容易复合，使得在可见光条件下商业化碱式碳酸铋的光催化活性很低。因此，有效地降低光生载流子的复合机率和增强对可见光的响应，对提高 Bi2O2CO3的光催化活性具有重要的实际意义。本文以 Bi2O2CO3为基体，通过设计异质结复合材料和非金属掺杂两种手段对其改性。同时以寻找新型光催化材料为目的，研究了 AgBiS2在光催化和太阳能电池方面的应用。具体工作包括：　　(1) n-n型Bi2S3/Bi2O2CO3异质结复合物的合成及性能研究　　通过简单的离子交换法，以商品化的Bi2O2CO3为基体，成功合成不同硫化程度的Bi2S3/Bi2O2CO3异质结光催化剂。研究表明反应体系中S2-离子的浓度能够影响催化剂的形貌和吸光能力，5 mol％Bi2S3/Bi2O2CO3的光催化剂可在30分钟内完全降解罗丹明B。理论能带关系、表面光电压、荧光光谱和光电流测试等表明复合物光催化活性的提高主要归因于异质结结构可以有效地降低光生载流子的复合机率。　　(2) p-n型Ag2O/Bi2O2CO3异质结催化剂的合成及机理研究　　在n-n型 Bi2S3/Bi2O2CO3异质结催化剂的研究基础上，依据半导体物理基础理论，设计了p-n型Ag2O/Bi2O2CO3异质结结构。并采用简单的光化学合成法制备不同氧化银负载量的Ag2O/Bi2O2CO3异质结复合物。在可见光照射下，Ag2O/Bi2O2CO3可在12分钟内完全降解罗丹明 B、甲基橙和甲基蓝有机染料，降解效率远高出单一的Bi2O2CO3。同时荧光光谱和光电化学测试表明：在能带位置匹配的条件下，Bi2O2CO3与窄禁带半导体材料形成的异质结，不但可以增加对可见光的吸收范围，还可以降低光生电子和空穴对的复合机率，从而可进一步提高Bi2O2CO3的可见光催化效率。　　(3)卤素掺杂Bi2O2CO3半导体材料的合成及催化性能　　采用一步水热法合成卤素（Cl、Br和I）掺杂的多级花球状Bi2O2CO3半导体催化剂。通过控制碘的加入量，可调节样品的禁带宽度。可见光条件下，碘掺入量为2 mmol的Bi2O2CO3具有最好的光催化性能：在6分钟内完全降解罗丹明B；在25分钟内可以还原90%的六价铬离子。进一步利用莫特―肖特基法测定催化剂的平带电位，得到能带结构示意图，并结合光电化学测试结果表明：掺杂卤素可以减小 Bi2O2CO3半导体催化剂的禁带宽度和增加晶格缺陷，有助于改善其光催化活性。　　(4) AgBiS2纳米晶的溶剂热合成及性能研究　　在混合溶剂中，采用溶剂热法合成大小为7.6 nm的AgBiS2纳米晶自组装的超结构。研究了反应时间、温度、表面活性剂的用量、醇中碳链长度、混合溶剂比例等条件对AgBiS2纳米晶的形成和超结构的影响。探索了AgBiS2半导体材料在光催化降解有机染料和量子点敏化太阳能电池对电极方面的应用。对于量子点敏化电池，AgBiS2（2.09%）的转化效率比Pt（1.73%）高。