光电化学水分解电池能将太阳能转换为清洁的氢能源,有望解决全球的能源危机。光电极作为光电化学水分解电池的重要组成部分,其性质直接决定了电池的最终转换效率,因此半导体光电极的设计与构建一直是该领域研究的核心问题。WO₃因其可见光响应良好、无毒经济、在酸性条件下化学性质较为稳定等优点被广泛应用于光电化学领域,然而,WO₃在电荷传输过程中较高的载流子复合率和表面氧化动力学等方面的不足严重制约了其实际应用。基于此,本文从制备方法、形貌调控、表面后处理及修饰等角度开展研究,并进一步探讨了光生载流子的转移和性能提升的内在机理。具体研究工作如下:（1）制备并优化WO₃光阳极:采用电泳沉积法制备WO₃光阳极,以150 nm和2³?m两种粒径的WO₃粉末作为原材料,结果表明:由前者制备的光阳极性能更优异。此外,确立了制备光阳极的最优条件:粒径150 nm,薄膜厚度为5.5?m且在450℃退火1小时。（2）后处理修饰WO₃光阳极:采用滴加偏钨酸铵溶液并退火的的方法对电泳沉积制备的WO₃进行后处理,使器件在1.23 V_RHE处的光电流提高到原先的16倍。随后,为探究性能提升的机理,设计并制备了3种不同结构的光阳极,研究结果表明,光阳极电连接的增强是器件性能提升的主要因素。（3）α-Fe₂O₃修饰WO₃光阳极:采用水热生长法在WO₃表面上制备α-Fe₂O₃层形成复合光阳极。对复合光阳极的形貌和光电性能进行表征,复合光阳极较WO₃光阳极光电流下降,但其光电流的衰减速度相对变缓。