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自十九世纪的工业革命以来，人们对能源的消耗正不断增大。
而如煤炭、石油、天然气这类的传统能源虽然暂时还能满足人们的需求，其本身不可再生的特点决定了人们必须寻找新的可再生能源。
而在众多可再生能源中，太阳能因总量巨大、廉价、清洁的特点而成为了一个良好的选项。
但是太阳能受环境条件与昼夜交替的影响巨大，这使得它在实际使用时存在间断和不稳定的问题。
在此背景下，如何利用与转化太阳能成为了研究的一个焦点。
将太阳能转化成电能是一个方向，已经有不少研究者对太阳能电池进行了改进以提高其性能1-3。
而直接利用太阳光实现光催化是另一个重要的方向。
光催化，指的是通过光催化剂加速光反应4。
光催化可用于降解有机污染物、模仿植物光合作用合成碳氢可再生燃料以及催化水分解制氢5-9等。
其中，光催化制氢是一个很有发展前景的方向。
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