有學者提出了“太陽能催化”的概念，太陽能催化是對利用太陽光作為能量輸入的催化反應的一種具體和“一體化”的定義，通過不同的能量轉換途徑，太陽能最終可以轉化為化學能。根據(jù)能量轉換路徑的不同，將太陽能催化分為以下幾類：

1）將太陽能通過直接或者間接的方式轉換為化學能的催化反應，包括光催化以及轉換效應助力的光催化反應。與光催化不同的是，轉換效應助力的光催化反應首先會通過上轉換效應將低能量的光（高波長區(qū)域的光）轉換為高能量的光（低波長區(qū)域的光），提升催化劑對光的利用效率，進而提升催化活性。

2）將太陽能轉化為熱能，并將其轉化為化學能的催化反應，光熱催化反應。根據(jù)能量轉換路徑以及熱能和電子激發(fā)起到催化反應作用程度的不同，將光熱催化分類為光輔助熱催化，熱輔助光催化以及光熱協(xié)同催化。

3）將太陽能轉化為電能，并將其轉化為化學能的催化反應，光伏電催化反應。將其與光催化及光電催化進行了對比，最大的不同之處在于其最終的活性催化劑為電催化材料，而光催化及光電催化的最終的活性催化劑為半導體材料，雖然其經(jīng)過多步能量轉換步驟，但其對光的利用效率明顯高于光催化及光電催化。

4）將太陽能轉換為溫差，助力熱釋電催化。熱釋電材料可以由于溫差變化在材料內(nèi)部產(chǎn)生極化電荷，從而建立內(nèi)建電場，促進電子-空穴分離，從而可以與光催化耦合，提升催化效率。

5）從新材料開發(fā)、納米結構調(diào)控、深度理解太陽能催化反應機理以及高效器件設計方面提出了太陽能光催化領域主要挑戰(zhàn)和未來發(fā)展前景。