光电催化技术在解决能源危机问题上潜力巨大,使得可控形貌的ZnO和可见光吸收的CdSe等材料备受关注,但目前ZnO-CdSe光电极由于光生载流子的二次复合率高,光电转换率低。为此,本文利用原位转换法制备出性能良好的ZnO-CdSe光阳极,优化二者接触界面,减少电子传递势垒;利用无机半导体硒化铜改性光阳极构建p-n异质结,利用有机半导体材料PEDOT修饰硒化物的表面态,减少光生载流子的复合率,成功提高ZnO-CdSe光阳极光电化学性能。首先采用点涂法种子层和水热法制备ZnO纳米棒,通过原位离子交换得到ZnO-CdSe光阳极,优化二者界面。ZnO的一维纳米棒结构提供大的反应比表面积,CdSe层大大增加了光阳极的可见光吸收能力。实验结果表明,最佳的ZnO-CdSe光阳极在100 mW/cm~2可见光下可以产生7.5 mA/cm~2的光电流(0 V vs Ag/AgCl)。在此基础上,通过三次离子交换制备ZnO-CdSe-Cu_xSe光阳极,在100 mW/cm~2模拟太阳光下得到约11 mA/cm~2的光电流(0 V vs Ag/AgCl)。这归因于半导体p-n结产生的光电压和耗尽区,加速光生电子-空穴的定向迁移,减少载流子二次复合,从而提高光电化学性能。硒化物有较高浓度的表面态,容易诱发自由载流子复合,降低光电化学性能。本文在ZnO-CdSe表面构筑p型的PEDOT超薄导电层,修饰CdSe的表面态以减少光生载流子的复合中心;同时形成p-n结促进载流子分离,最终ZnO-CdSe-PEDOT光阳极在100 mW/cm~2模拟太阳光下得到约12 mA/cm~2的光电流(0 V vs Ag/AgCl)。