半导体-半导体异质结催化原理
利用传统的半导体光催化材料与其它半导体形成异质结，也可提高载流子的分离效率和光催化活性。如果两种半导体带边相匹配，可以形成Ⅱ型异质结，光生电子从导带位置较高的半导体向导带位置较低的半导体转移，而光生空穴从价带位置较低的半导体向价带位置较高的半导体转移。同时，半导体之间的电荷转移可以在它们的界面处形成内建电场，从而抑制光生载流子的复合。近些年来，人们合成和表征了大量复合体系的光催化材料，表明异质结能够用来分离光生载流子和提高光催化活性。
如图形成pn 结前, p 型半导体的费米能级低于n 型半导体,相互接触后, p 型半导体的能带整体向上移动, n 型半导体的能带整体向下移动,直到费米能级相等,异质结就成了。在这一过程中形成的势垒(能带差)就是内建电场的场强。光照空间电荷区,光致电子聚集在结区的n 型半导体一侧,空穴聚集在结区的p 型半导体一侧,使费米能级不再相等,其差值就是光生电势差。