人类在21世纪面临着不可持续的化石能源的使用和随之而来的碳排放。二氧化碳作为温室气体之一,通过化学的方法将二氧化碳转化成不同碳基化合物,不但可以降低了CO₂的浓度,并且达到了储存能量的目的。电化学和光化学催化还原二氧化碳已经有了较为深入的研究,但是单独使用光催化或电催化也反映了他们的不足,电催化过程需要很高的外部电压,而光催化过程中光催化材料对可见光的吸收利用率低。因此设计光电催化体系,发挥光体系和电体系各自的优点进而实现光电协同催化还原二氧化碳的目的。本论文通过无机半导体和有机配体之间相互作用,制备的光阴极用于光电催化体系中,而关于光电催化体系包括以下两部分:（1）制备光阴极,以泡沫镍和石墨片作为基底,利用无机半导体表面OH^-基团,作为形成密集的单分子层的锚点,和有机硅烷的反应(RSiX₃,其中,R是一个烷基,X是一个离去基团,如氯,烷氧基。利用硅烷在氧化表面形成的单层,主要优点是基体与锚点基团之间的共价键的快速形成。这种共价键形成的稳定单分子层,而且还允许在不损害单分子层的完整性的情况下进行更容易的化学修饰。（2）本论文使用两种三电极体系,在第一个体系中我们制备的无机-有机复合材料电极作为光阴极,BiVO₄电极作为光阳极,甘汞电极为参比电极,考察了有机配体对CO₂还原的影响;第二个体系以无机-有机复合材料电极作为光阴极,Pt片电极作为光阳极,甘汞电极为参比电极考察不同的有机配体对半导体带隙的影响及对CO2还原过程产物选择性的影响。（3）光源的光强由标准太阳能电池校准调整为200mW/cm²。此外,通过¹³CO₂的同位素标记实验证实,光电系统产生的产物来自二氧化碳。