太阳能驱动二氧化碳、水和生物质等可再生碳氢资源合成高能量密度、可长时存储、快速响应用能需求的化学燃料，为给未来大功率-长航程-重载的陆用船海空天装备提供零碳动力，实现能源动力领域碳中和展示了一条有潜力的路径。开发新一代人工光合作用集成器件是这一重大课题的核心。得益于其卓越的光子学、电子学以及化学特性，III-Nitrides/Si为精准调控太阳能驱动可再生碳氢资源合成零碳燃料过程的光子-电荷-分子行为，组装高效稳定的人工光合作用集成器件提供了理想的平台，有望打破利用太阳能向化学能转化利用的关键瓶颈。本报告将简要介绍III-Nitrides/Si人工光合作用集成器件在绿氢、太阳能燃料以及生物质燃料合成与利用过程的分子转化和能量转换机制以及最新进展，探讨其在碳中和能源动力解决方案中的前景。