随着世界对于能源需求的不断增长，开发可再生资源的高效利用技术成为摆在人类面前的重要议题。在众多形式的可再生资源中，太阳能因其具有储量大、清洁性和广泛性等特点成为了具广阔应用前景的可再生能源。然而，在基于半导体材料的太阳能转化与利用过程中有两大问题亟待解决：首先，如何提高光生载流子的利用效率；其次，如何有效吸收转化可见光。以此为出发点，提出对半导体光催化剂表/界面上光生载流子的调控，是提高其光催化活性的重要手段。通过对半导体光催化剂表/界面的调控，实现了对半导体材料光生载流子的高效利用，从而提高其光催化活性。首先，对TiO2、ZnO和Ta3N5等材料的形貌进行调控，增加表面耗尽层面积，以提高其光生载流子的密度，获得具有较高光生电流密度的分枝状TiO2纳米棒阵列、ZnO纳米铅笔以及与基底紧密结合的Ta3N5纳米管阵列等用于光解水制氢的阳极材料。其次，通过构建异质节结构来增强半导体材料中光生电子与空穴的分离，从而达到增强材料光催化性能的目的。在BiVO4的(040)晶面上负载Ag3PO4纳米粒子，有效的提高了其光催化活性。这是由于BiVO4与Ag3PO4具有合适的价带结构匹配，有效的促进了光生电子与空穴的分离。具有表面岛状C3N4的BiVO4材料也表现出了电子与空穴的高效分离及增强的催化效率。通过提高具有较大尽带宽度半导体材料的可见光响应来增强其光催化效率。具有可见光吸收的氮掺杂TiO2中空纳米球相比于未掺杂样品表现出了更高的光降解有机污染物的效率。复合了CdS的分枝状TiO2纳米棒阵列在光电催化水分解制氢过程中表现出了更高的光生电流密度及光催化稳定性，对二者之间界面的控制可以进一步增强其光催化活性。表面等离子体金属的复合也是提高材料可见光催化活性的重要手段，设计并制备的Au-分枝状TiO2纳米棒阵、Au-TiO2纳米杯以及Au-ZnO纳米铅笔均表现出在可见光下较高的催化活性。除此之外，考察了WO3纳米多层、C3N4纳米管等具有较小禁带宽度和可见光吸收性能的光催化材料及其在可见光下的催化活性。随着对半导体材料表/界面调控能力的不断发展，相信高效光催化技术运用到实际应用的时代前途光明。