随着环境污染的日益加重及不可再生能源的大量消耗，无污染、可再生的新能源的研究被提上日程。氢能已被普遍认为是环保可再生的绿色能源，其无臭无毒、燃烧产物清洁等特点受到了各国的青睐。因此，开发简单、廉价且环保的制备氢能源的方法，成为研究工作者的研究重点。水是一种非常稳定的化合物，以水制得氢气是一个能量增大的非自发反应过程，因此需要光和半导体光催化剂共同作用实验此反应过程。当半导体受到能量相当或高于该禁带宽度的光辐照时，半导体内的电子受到激发跃迁到导带，从而在导带和价带分别产生自由电子和电子空穴，水在这种电子-空穴对的作用下发生电离，生产H2和O2。