n型半导体WO₃的禁带宽度范围为2.6～2.8 eV,具有良好的电子迁移率(12cm²·V^-1·s^-1)、稳定的物理和化学性质,有序阵列式WO₃纳米片大的比表面积有利于载流子定向传输和获得良好的光电化学性能,适合于电致变色和光电化学水分解等应用。本文对比水热生长的WO₃纳米片阵列光阳极薄膜的颗粒形貌、表面缺陷调控和表面助催化剂类型与光电化学性能关系,获得提高光电流密度的思路。本论文研究结果如下:（1）以水热法合成WO₃纳米片阵列薄膜,通过调控生长时间、诱导剂浓度和前驱液浓度改变薄膜的厚度及致密程度,通过退火温度改变WO₃纳米片阵列薄膜的结晶性,分析光电化学性能。由SEM测试可以发现延长反应时间、增大前驱液反应物浓度具有增大薄膜厚度、改善致密程度的效果;XRD结果显示退火温度会使得材料结晶性增强;电化学测试（J-V、J-t、EIS）表征显示优化后样品的界面电荷转移能力增强,光电流密度达到1.62 m A·cm^-2。（2）利用Ar等离子体对WO₃纳米片阵列薄膜表面改性,引入了W⁵⁺、W⁴⁺和氧空位缺陷的缺陷。光电化学性能最佳制备方案下下的样品经等离子体处理其光电化学性能有明显提升。XPS分析显示处理后样品具有高的表面W⁵⁺、W⁴⁺和氧空位缺陷密度,拓宽的吸收光谱和衰减的PL光谱证实了等离子表面处理与缺陷的关系。电化学测试表征证明处理后样品的光电流密度达到1.32 m A·cm^-2,光电解水产氢产氧速率是原始WO₃纳米片阵列薄膜的5倍。（3）p型助催化剂沉积在光阳极表面可以有效地提取光生空穴、抑制载流子的复合、加速表面电荷分离和降低水分解反应的过电位,是增强PEC活性的有效手段。本工作对比了WO₃/Au、WO₃/FeOOH和WO₃/FeOOH/Au三种结构的光阳极,光电化学分析显示WO₃/Au和WO₃/FeOOH光态电流密度有一定提升,分别为原始WO₃光阳极的1.97和2.22倍,助催化剂FeOOH和Au协同作用下WO₃纳米片阵列薄膜的光态电流密度为原始WO₃光阳极的3.16倍。