光子能量与光波长存在对应的关系，人们只能利用太阳能光谱中波长小于497 nm的光子来光电解水，因而太阳能利用效率较低。虽然半导体光催化也能分解水，但由于处于同一半导体微粒上，光生电子一空穴对极易发生复合，从而降低了光电转换效率。
相比之下，半导体光电催化制氢具有减少电子一空穴对的复合，电子和空穴分离效率较高，能在两极上分别获得氢气和氧气的优点。
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