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光电化学电池可以通过分解水将太阳能转化为氢能。氧化铁由于其合适的带隙(2.0～2.2eV)，高含量，无毒性和好的光电稳定性，使它成为有潜在应用前景的光电极材料之一。然而由于氧化铁的导带底电势低于H+/H2的氧化还原电位，需要提供额外的偏压才能分解水。可以利用双光子系统，把光伏电池与氧化铁光阳极串联起来提供偏压，实现光分解水。在双光子体系中，光阳极要足够透明，以使得长波光子穿透光阳极，被光伏电池吸收。另外氧化铁的高电阻导致其低的光电转换效率，可以通过离子掺杂降低氧化铁电极的电阻，从而提高其光电化学性能。