简介： 本发明属于半导体电极技术领域，公开了一种硅基半导体PN结结构及其制备方法、光电阴极和应用，p型硅基底表面沉积有TiO₂纳米结晶层，TiO₂纳米结晶层通过还原处理后与p型硅基底形成肖特基接触，得到p型硅‑二氧化钛异质结结构；其结晶性TiO₂纳米层上负载Pt助剂构成硅基半导体PN结光电阴极，该光电阴极应用于光电化学池光解水制氢中。本发明的硅基半导体PN结结构能产生较高的光生电压，且具有较高的稳定性，同时制备方法简单易行，可控性强，可实现大规模生产；本发明的硅基半导体PN结光电阴极利用n型TiO₂纳米结晶层成功促进了光生载流子的分离，提升了硅基光阴极的起始电位，同时也对p型硅基底起到了保护作用。