当今世界,随着化石能源的消耗,能源危机日益显现。同时由于化石能源的使用,环境污染日益严重。寻找清洁可再生能源替代化石能源,治理环境污染成为世界的前沿课题。光能由于具有清洁、无污染和可再生的特点,受到了前所未有的关注。人们利用光电功能材料制备太阳能电池,光催化分解水制氢,光催化分解有机污染物,已经取得了巨大的进步。一些半导体材料是优秀的光电功能材料,它们可以吸收光能,发生带隙或者亚带隙跃迁。这类半导体吸收光能,产生电子空穴对之后,能够给出光生电子、光生空穴,参与电流的传导,将光能转换为电能；将电子、空穴传递给水能够将水分解为氢气和氧气,将光能转换为化学能；将电子、空穴传递个有机分子,使得有机分子发生断键分解,降解有机污染物。对于半导体光电功能材料的研究,人们引入了能带模型,取得了非常大的进展。同时人们还引入很多光学、电学和磁学的测试有段。表面光电压技术在表征和测量光生电荷的行为,分析半导体光电功能材料性质方面具有非常大的贡献,已经得到广泛应用与认可。表面光电压技术谱和表面光伏相位谱技术是研究样品表面、近表面光电行为的技术。国外的科学家已经将这个技术应用在测量超晶格外延层中的偶极距、异质结的偶极距等等。我们在实验的过程中发现将此技术用于表征材料在照光情况下电子空穴对的产生和传递情况对于研究体块材料和纳米材料的光电性质十分适用。这些测量技术能有效给出与样品电子结构相关的光生电荷迁移信息,揭示光生电荷分离效率的特征电子结构。本文对以锁相技术为基础的表面光伏相位谱技术的理论,操作方法和操作注意事项做了详细的介绍。并以表面光伏相位谱为工具,结合表面光电压技术、瞬态光电压技术以及其它常用实验手段。在不同实验条件下对P25,锐钛矿纳米粉末,钨酸锌纳米棒,二氧化钛混晶粉末和金红石纳米粉末的光生电荷行为进行了研究。具体内容如下：(1)对光电功能材料的重要性进行了介绍,对描述半导体光电功能材料特点的基本概念进行了阐述,重点介绍了基于锁相技术的表面光伏相位谱技术的定义,原理,优点以及所能解决的问题。(2)对表面光电压仪器的操作和使用注意事项进行了介绍,对二氧化钛这一优秀的光电功能材料做了介绍。利用加偏压和一氧化碳吸附的方法研究了电极接触对样品光生电荷传递方向的影响。研究了P25薄膜表面态对样品光生电荷行为的影响。(3)研究了不同气体氛对光生电荷行为的影响。使用表面光伏相位谱技术和表面光电压谱技术对在相对潮湿和相对干燥两种环境中保存的锐钛矿粉末进行研究,分析了水汽对光生电荷行为的影响。通过改变不同的实验气体氛来影响和改变样品表面的吸附物。通过分析在空气气氛,氮气气氛,一氧化碳气氛下样品表面光伏响应的不同,判断此条件下光生电荷的行为特点。(4)在有偏压存在条件下研究了钨酸锌纳米棒,金红石纳米粉末,锐钛矿纳米粉末,金红石和锐钛矿混晶纳米粉末的表面光伏相位谱图和表面光电压谱图,分析了偏压对光生电荷传递方向,对表面态跃迁过程的影响。