甲醛作为典型的室内气体污染物具有低浓度和连续释放的特点,目前广泛采用的空气过滤技术对其处理效果不佳,而光催化降解技术被认为是解决这一问题的理想途径。钒酸铋（BiVO4）作为窄带隙氧化物半导体光催化剂具有优异的吸光性能和化学稳定性,被认为是理想的光催化材料。但是,其存在导带位置低、光生载流子传输距离短的问题,这使得光生电荷的能量低且光生电子空穴对的分离效率差,导致光催化降解效果不佳,限制了BiVO4光催化材料在甲醛降解中的实际应用。本文基于静电场增强的光催化策略进行压电辅助光电器件的设计,并将其应用于室内环境的甲醛降解。本论文主要研究内容如下:（1）压电辅助光催化材料体系的制备及研究。采用水热模板法制备了（010）晶面高暴露的BiVO4纳米线,并通过旋涂法将其与聚二甲基硅氧烷（PDMS）绝缘层以及锆钛酸铅（PZT）压电基底复合,成功制备了BVO-NWs/PDMS/PZT复合结构。通过相关实验和研究证明,在一定应力作用下PZT压电基底会产生静电场,且静电场能完全作用于光催化层。通过二氧化碳还原和甲醛降解实验证明,在静电场作用下光催化层的CO2还原性能提高了5.5倍,甲醛降解活性提升了4.2倍。这主要归因于静电场电势梯度的驱动作用使得光生载流子的分离效率和传输距离大幅提高,并且静电势会使光催化层的平带电位提升使光生载流子具备更高的能量。此外,通过理论计算发现负静电场会提升极性分子在材料表面的吸附能,这对于光催化活性的提升具有显著作用。基于静电场增强的光催化技术对于改善光生载流子的分离和传输动力学具有重要意义。（2）压电辅助光电器件的设计及甲醛降解应用。将BVO-NWs/PDMS/PZT复合结构与排风扇扇叶结合,利用扇叶转动产生的环境力来实现对压电基底静电场的激发。通过静电场测试和关键器件的模拟,证明了扇叶转速与瞬时力以及形变的正比关系,在最高转速下静电场强度可达-20 V,扇叶转速是决定静电场强度的关键因素。通过实际密闭空间下的甲醛降解实验对器件降解性能进行测试,结果表明对于浓度为1.0 mg/m~3的甲醛,装置在50 min内的降解率可达86%,并且其表观量子效率为7.1%,降解效能为1.626 m~3/（W·h）,按照国家标准规定属于高效净化装置。通过相关实验和DFT计算,我们证明超氧自由基、羟基自由基和光生空穴是甲醛降解的主要活性物质,在降解过程中甲酸是反应的中间产物,最终其会被矿化为二氧化碳和水分子。静电场的存在使得甲醛在光催化层表面的吸附能提升,降解反应势垒下降,进而使光催化层的催化性能显著提高。本研究为光催化材料性能提升和光生载流子调控提供了新的普适性的策略,为光催化技术的实际应用和推广提供了借鉴。