光催化还原二氧化碳（CO2），利用太阳能将温室气体转化为燃料或化学品，是解决能源与环境问题的理想途径。本文聚焦该技术背后的核心物理原理，从光子能量传递出发，深入探讨光生电荷分离与迁移的物理机制，并基于此提出高中生可理解的实验设计思路。通过简单的实验搭建进行论证。研究表明，充分的光吸收、有效的电荷分离与迁移、高效的表面电子传递可显著提升光能利用效率和催化性能。理解并操控这些物理学原理，利用好其低能耗、低成本转化二氧化碳的特性，将推助理动人类社会的可持续发展。

光催化；物理原理；光催化系统；利用效率

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