太陽能驅動二氧化碳、水和生物質等可再生碳氫資源合成高能量密度、可長時存儲、快速響應用能需求的化學燃料，為給未來大功率-長航程-重載的陸用船海空天裝備提供零碳動力，實現能源動力領域碳中和展示了一條有潛力的路徑。開發新一代人工光合作用集成器件是這一重大課題的核心。得益于其卓越的光子學、電子學以及化學特性，III-Nitrides/Si為精準調控太陽能驅動可再生碳氫資源合成零碳燃料過程的光子-電荷-分子行為，組裝高效穩定的人工光合作用集成器件提供了理想的平台，有望打破利用太陽能向化學能轉化利用的關鍵瓶頸。本報告将簡要介紹III-Nitrides/Si人工光合作用集成器件在綠氫、太陽能燃料以及生物質燃料合成與利用過程的分子轉化和能量轉換機制以及最新進展，探讨其在碳中和能源動力解決方案中的前景。