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本发明属于光电催化反应器技术领域，公开了一种光电催化用水平对置双光窗气体扩散电解池及应用，包括水平对置同侧受光构型的气体扩散光电阴极池和气体扩散光电阳极池；气体扩散光电阴极池包括通过螺栓贯穿连接的石英窗片组件、光电阴极液流室、气体扩散光电阴极和阴极流道板，所述光电阴极液流室外端安装有参比电极；所述气体扩散光电阳极池包括通过螺栓贯穿连接的石英窗片组件、光电阳极液流室、气体扩散光电阳极和阳极流道板。本发明将光阴极光阳极优化设计为水平对置同侧受光构型，并且包含气体扩散电极组件，同时提高光电催化转化光能利用率及小分子传质效率，为实际日光光电催化工况提供具有实际应用意义的光电催化反应器。