具有光电效应的半导体可以通过绿色的方式将太阳能转化为电能,这个在社会生活中广泛于太阳能电池的发展。但太阳能电池在发展中存在着无法避免的缺陷,比如高度依赖于天气条件,功率输出不稳定,只进行光能的转化,不能实现光能的存储。因此,必须借助储能器件实现太阳能的储存、合理分配和连续稳定供电。然而,将具有光电效应的半导体与可充电储能设备通过外电路连接在一起会导致能量不匹配、低集成水平、复杂的电路、低效率等问题。为了解决这个问题,同时实现能量转换和存储的光充电超级电容器已经成为了研究焦点。光充电超级电容器设备通过将具有光电转换单元的半导体与可储存光生载流子的赝电容材料集成在同一电极,来完成太阳能以化学能的方式存储。然而,目前大家对光充电超级电容器的研究还停留在光阳极,为了丰富光充电超级电容器中光电极的类型,本论文针对光催化反应的光阴极设计为研究基础,借鉴光充电超级电容器的光阳极的储能原理,对光充电超级电容器的光阴极进行了结构设计,在一个结构单元内,构筑起利用光生电子来实现集光能转换与存储为一体的光充电超级电容器体系。根据以上研究基础,本文的研究内容分为下面两个部分:（1）采用构建p-p异质结的手段在增强了光生载流子的分离效率的同时探究光生电子的存储机理:采用电沉积和退火煅烧结合的方法在导电玻璃（FTO）的导电面成功制备了Cu2O/CuO薄膜,与Cu2O薄膜相比较,Cu2O/CuO薄膜的光电流明显增强,这是因为Cu2O作为半导体与CuO作为赝电容材料形成p-p异质结,降低了光生电子和光生空穴的复合几率,增强了光生载流子的分离效率。在光照下Cu2O将产生电子注入到CuO半导体表面,而CuO将产生空穴注入到Cu2O半导体表面,这有利于CuO薄膜通过还原反应存储光生电子来完成太阳能到化学能的转化。通过光电化学表征,由Cu2O/CuO光阴极组成的光充电超级电容器可以在太阳光照射下,无偏压条件下进行光充电并且在使用时可以恒流放电。对放电后的Cu2O/CuO光阴极样品进行XRD测试,结果显示存在Cu2O的衍射峰。根据以上内容,提出了Cu2O/CuO光阴极的储能机理。（2）在第一部分的基础上,采用构建p-n异质结的手段在增强了光生载流子的分离效率的同时探究光生电子的存储机理:为了避免Cu2O薄膜发生光腐蚀反应影响储能效果,本章选择Bi2O3/WO3复合材料用于光充电超级电容器的光阴极。采用简单水热的方法及后续高温退火处理制备得到棒状WO3。通过电沉积方法制备出Bi2O3,采用旋转涂抹的方法制备得到Bi2O3/WO3复合材料。与Bi2O3薄膜比,由于p型半导体Bi2O3与n型半导体WO3形成异质结,Bi2O3/WO3光阴极可以抑制光生载流子的复合来增强光电响应。在Bi2O3/WO3作为光阴极的光充电超级电容器中高效的光生载流子分离效率可以增大其比电容。通过结构表征和光电化学表征,系统的研究了光阴极的光电性能,并总结出Bi2O3/WO3光阴极的储能机理。