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本发明公开了用于光解水的全空间梯度掺杂光电极及制备方法，属于光电化学领域。利用多次生长单一材料吸收层方式将氧化物薄膜(Cu2O,α‑Fe2O3)与层状掺杂源(Ta2O5,SnO2,TiO2,SiO2,Al2O3,Ga2O3,MgO,NiO)重复生长，再经高温退火得到扩散掺杂光电极。通过改变光电极材料厚度、掺杂源含量、价态(Ta5+,Sn4+,Al3+,Mg2+)及原子半径(Sn4+,Ti4+,Si4+)等参数构建不同梯度掺杂的光电极。本发明对氧化物薄膜进行了全空间梯度掺杂，构建了贯穿整个光电极的内建电场，获得了方向及空间作用范围可控的内建电场，还避免了引入表/界面缺陷，显著提高了氧化物薄膜光电极的载流子分离效率和光电化学性能。