随着时代的进步,社会的发展也在稳步前进,良好的社会环境给人们了带来了便捷舒适的生活环境。现代繁华的生活是建立在各种各样的能源基础上运转着。目前能源供给主要是化石燃料,化石燃料燃烧后的尾气不经过处理,将大量CO₂直接排空,造成严重的温室效应。随着科技的进步,将温室效应气体CO₂转化成有用的工业原料已经开始实现。其中光电还原CO₂是一种环境友好型的方法。使用无毒无害的无机材料是最佳的选择。在本论文中,研究工作主要集中在搭建完全密闭的CO₂还原反应发生装置以及测试分析系统。反应装置为H型电解槽,检测系统为气相色谱,可以实现在线检测分析CO₂还原产物。实验采用III-V族半导体材料In_xGa_1-xN/Ga N异质结为光阳极,金属In为阴极,分别在不同的电解液环境下反应,还原产物主要有CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆、H₂,同时CO₂还原的竞争反应-析氢反应很严重,H₂是主要的反应产物。此外,研究了不同In含量的In Ga N/Ga N异质结光电性能的区别。In_0.071Ga_0.929N/Ga N异质结分别在Na OH-KCl,KHCO₃-KHCO₃两种溶液体系下进行反应,发现Na OH-KCl体系下的光阳极更容易被腐蚀,光电流较大,阴极电势更高,但电流稳定性不好。In_0.009Ga_0.991N/Ga N异质结分别在Na OH-KCl,Na OH-KHCO₃两种溶液体系下进行反应,发现Na OH-KHCO₃体系下反应后的薄膜表面完整,电流较大。Na OH-KCl体系下反应后的薄膜表面有被腐蚀现象,但相较于In_0.071Ga_0.929N/Ga N异质结在Na OH-KCl体系下反应的结果,腐蚀程度较低,还原性能更好。阴阳极电解液不同,产物的种类及法拉第效率有所不同,光阳极随电解液种类的变化,腐蚀程度不同。光阳极In Ga N掺杂In百分比不同,晶体质量差距较大,严重影响材料的稳定性,进一步影响还原产物的种类以及法拉第效率。