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α-Fe2O3具有合适的能带位置，良好的光吸收以及较高的化学稳定性，因而是一种优秀的光电催化材料。然而，α-Fe2O3中空穴扩散长度极短(2-4 nm)导致了光生电子和空穴的体相复合十分严重。另外，表面产氧动力学慢的问题也极大地制约了氧化铁的光电催化效率。理论上，当光从半导体/溶液界面处照射（正照）时，更多的空穴将有机会参与氧化反应，但随之带来的问题是大多数光生电子的收集距离变长，由于体相电子空穴复合严重，这便限制了能够到达半导体/导电基底界面处的电子数;反之，当光从半导体/导电基底处照射（背照）时，虽然大量光生电子能被导电基底收集，但能够有效扩散至半导体溶液界面处的空穴数受到限制，因而将制约产氧反应。另外，尽管纳米结构化有利于提高光电催化活性，但是对于未掺杂的氧化铁电极而言，仍常发现背照电流高于正照电流的现象，这意味着一般的纳米结构并不能有效地抑制正照下电子空穴的复合问题。 针对上述问题，本文将具有光子晶体特征的纳米网状结构引入电极表面，成功地耦合了正照以及纳米结构化的各自优势。本文工作主要分为以下两部分: (1)为获得正、背照对载流子传输影响的基本规律，首先在ITO上合成了一系列厚度不同的平面型氧化铁膜。实验发现，平面型氧化铁膜正、背照电流的大小关系会随着偏压的增大而发生反转:正照电流先高于背照电流，随后低于背照电流。通过瞬态光响应数据得到了正照可以降低产氧过电势，抑制电子与半导体/溶液界面处空穴的复合的作用，同时也证明正照有利于使更多的空穴运动至半导体/溶液界面处积累;另外，瞬态光响应数据反应出背照下，只有偏压较大时，才有更多的空穴聚集到半导体溶液界面并参与氧化反应。此外，电化学阻抗谱数据反应出正照方式相比背照方式导致了更大的体相电阻，这是电子收集受阻的结果。 (2)合成了一系列厚度不同，表面具有纳米网状结构的氧化铁膜。实验发现，该系列膜表现出比平面膜更高的催化活性。更重要的是，这些膜总是在正照下表现出更高的产氧光电流。纳米网状结构的引入极大地提高了空穴在半导体/溶液界面处的注入效率。另外，该系列膜正照下的分离效率显著高于背照下的分离效率;此外，阻抗数据反应出正照相比背照将导致更小的体相电荷传输电阻。这说明纳米网状结构能够有效解决正照所导致的能够被有效收集的电子数少的问题。 本工作较为系统地研究了光照方向对载流子界面传输的影响，同时也为进一步设计能有效促进光生载流子分离的纳米结构提供了参考。