Bu çalışma temel olarak hidrotermal şartlar altında gerçekleştirilen elektrokimyasal sentez yöntemini (HED), güneş enerjisiyle elektrik ve hidrojen üretimi için yarı-iletken metal oksit filmlerin geliştirilmesinde bir araç olarak araştırmayı hedeflemektedir.Tezin ilk kısmı, çeşitli parçacık boyutu ve şekline sahip ZnO filmlerin HED ile hazırlanmasına ayrılmıştır. Ayrıca elektrokimyasal sentez yöntemini görünür ışığı soğuran parçacıkları ZnO üzerine daha iyi elektrik temas sağlayacak şekilde kaplamak için kullanarak, daha yüksek verimde çalışan güneş pilleri tasarımları oluşturmak hedeflenmektedir. HED ile Zn(NO3)2 (ve de KCl) derişiminden bağımsız olarak tek boyutlu ZnO çubuklar oluşturulduğu gözlenmiştir; Zn(NO3)2 derişimi, elde edilen çubukların çapını kontrol etmektedir. Zn(NO3)2'ın başlangıç derişimi arttırıldıkça çubuk çapının arttığı ve c-ekseni doğrultusunda büyümenin hızlandığı görülmüştür. Bununla birlikte, c-ekseni yönelimi ve çubuk çapı arttıkça foto-elektrokimyasal duyarlılık artmaktadır. ZnO100/CdS21 ile 2,08 mA/cm2 akım yoğunluğu, -1,32 V potansiyel ve toplam % 0,93 güneş-elektrik enerji çevirme verimi elde edilmiştir.Yarı-iletken elektrotların boyut, şekil ve parçacık bağlantıları gibi morfolojik özellikleri genellikle fiziksel özelliklerini etkilediği için, çok kristalli elektrotların morfolojik özelliklerini anlamak ve kontrol edebilmek son ürünün verimini arttırmada büyük önem taşır. Bu nedenle, HED ve parçacık büyümesini etkileyen moleküllerin sinerjisiyle çeşitli şekilde ZnO yapıların hazırlanması da tartışılmıştır. Başlangıç çözeltisi içerisindeki [MnCI2] ayarlanarak, ZnO çubukların çaplarının ayarlanabilir olduğu gösterilmiştir. Başlangıç çözeltisi içerisindeki [Cd(CH3COO)2/Zn(II)] oranı ayarlanarak, HED ile tek adımda hiyerarşik ZnO mimariler elde edilmiştir. HED ile ZnO matris üzerinde yoğun olarak kobalt içeren küreler büyütülerek heterojen ZnO-Co nano-parçacıklar oluşturulmuştur. Faz ayrımının derecesinin, çözelti içerisindeki Co(II) miktarı ile kontrol edilebildiği gözlenmiştir.Elektrokimyasal sentez yöntemi, ZnO filmleri CdS ve Ag2S ile kaplamak için hızlı ve ucuz bir alternatif olarak çalışılmıştır. CdS ile kaplı filmlerin foto-elektrokimyasal verimleri görünür ışığı soğuran malzeme arttıkça arttığından, CdS kaplama süresi ile arttığı gözlenmiştir. Kaplama süresi arttırıldıkça bir noktadan sonra elde edilen foto-akım azalmıştır. Mn_CdS/ZnO ile 1,42 mA/cm−2 akım yoğunluğu, -1,39 V potansiyel ve toplam % 0,81 güneş-elektrik enerji çevirme verimi elde edilmiştir. Ag2S/ZnO foto-elektrodları çok daha geniş bir aralıkta daha yüksek ışık soğurma kabiliyeti sergilemiştir. Yine de büyük olasılıkla kaplama sırasında ZnO çubukların yapıları bozulduğu için, güneş-elektrik enerji dönüştürme verimleri düşüktür. Bunların yanı sıra daha verimli güneş pilleri geliştirmek adına elektrokimyasal sentez ile üretilmiş CdS-ZnS tampon katmanların foto-elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir. En yüksek performans gösteren film ile 1,31 mA/cm2 akım yoğunluğu, -0,99 V potansiyel ve toplam %0,6 güneş-elektrik enerji çevirme verimi elde edilmiştirTezin ikinci kısmı HED ile hazırlanmış α-Fe2O3 filmlerin fiziksel ve foto-elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesine ve HED ve parçacık büyümesini etkileyen moleküllerin sinerjisiyle çeşitli büyüklük ve şekillerde α-Fe2O3 sentezine ayrılmıştır. Literatürde rapor edilen elektrokimyasal sentezlerden farklı olarak, HED ile ısıl işleme gerek kalmadan kristalin α-Fe2O3 fazı elde edilebildiği gözlenmiştir. Foto-elektrokimya testleri, HED ile hazırlanan filmlerin daha yüksek performans verdiğini göstermiştir. 0,05 M FeCl2 ve 0,1 M NaCH3COOH içeren çözeltiden, HED ile hazırlanan film 0,1 M NaOH içinde, 1,23 V potansiyelde (vs NHE) 23,6 µA/cm2 akım yoğunluğu üretmiştir ve foto-akım üretimine 0,96 V'da başlamıştır. Bunların yanı sıra, HED çözeltisine değişik miktarlarda CH3COO-, Ce3+ ve F- eklenerek; solucan benzeri, küresel, rombohedral, plaka ve en-boy oranı kontrol edilebilen kare prizma şeklinde α-Fe2O3 parçacıkları elde edilmiştir. Main objective of this study is to explore hydrothermal-electrochemical deposition (HED) as a means of developing semiconductor metal oxide films as photoelectrodes for electricity and hydrogen production with solar energy.The first part of this dissertation is devoted to preparation of ZnO films of various size and shape as efficient photoelectrodes by manipulating HED parameters and using electrodeposition as a means to coat sensitizers on ZnO with better electrical contact for cells with enhanced performance. It was observed that 1-D ZnO rods are obtained regardless of precursor (and/or KCl) concentration via HED and the adjustment of concentration provides control on the rod diameter. Increasing precursor concentration resulted in enhanced c-axis orientation and increase in the rod diameter. Moreover, photoelectrochemical sensitivity is enhanced both with improved c-axis orientation and increased rod diameter. A short circuit current density of 2.08 mA/cm2 and an open circuit potential of -1.32 V have been achieved for the ZnO100/CdS21 electrode resulting in an overall solar-electrical energy conversion efficiency of 0.93 %.Since morphological details of a semiconductor electrode such as size, shape, and connectivity of the particles often dictate physical properties, understanding and controlling the morphological aspects of polycrystalline electrodes is critical in producing highly efficient devices. Hence, preparation of ZnO structures in various shapes in synergistic effect of the growth-modifier molecules and HED is also demonstrated. It has been presented that by adjusting [MnCl2] in deposition bath, diameters of rods can be tuned. HED also provides a single-step synthesis route for hierarchical ZnO architectures by modifying [Cd(CH3COO)2/Zn(II)]. HED allows growth of heterogeneous ZnO-Co nanostructures with Co-rich spheres on a zinc rich matrix, where the degree of phase separation and the quantity of the initial Co rich spheres are determined by Co(II) concentration. Electrochemical deposition is studied as a quicker and cheaper alternative to deposit CdS and Ag2S coatings on ZnO nanorod arrays. Photoresponse tends to increase with deposition time for CdS coatings due to the increased amount of visible-light sensitive CdS on ZnO film. However, generated photocurrent is reduced by prolonged deposition. A short circuit current density of 1.42 mA/cm2 and an open circuit potential of -1.391 V have been achieved for the annealed Mn_doped CdS/ZnO electrode resulting in an overall power conversion efficiency of 0.81 %. Ag2S/ZnO photoelectrodes exhibit considerably increased and widened light absorption but lower power-conversion efficiency, most probably due to ZnO degradation during deposition step. Furthermore, in an effort to produce buffer layers for solar cells with enhanced photoactivity, photoelectrochemical properties of mixed semiconductor CdS–ZnS films synthesized by electrochemical deposition is explored. The best performing film exhibited a short circuit current density of 1.31 mA/cm2 and an open circuit potential of -0.99 V with an overall power conversion efficiency of 0.6 %.The second part of this thesis is devoted to investigate physical and photoelectrochemical properties of α-Fe2O3 films grown by HED and to the synthesis α-Fe2O3 particles of varying size and shape via HED in the presence of growth-modifier molecules. It is discovered that HED enables production of crystalline α-Fe2O3 phase without thermal annealing as opposed to electrodepositions reported at ambient temperature. Photoelectrochemical studies demonstrated that higher performance can be obtained with the films prepared via HED. Net photocurrent density of 23.6 µA/cm2 is obtained in 0.1 M NaOH under 1 sun conditions at 1.23 V vs NHE with the film prepared from a bath containing 0.05 M FeCl2 and 0.1 M NaCH3COOH via hydrothermal-electrodeposition with a photocurrent onset potential of 0.96 V vs NHE. Moreover, α-Fe2O3 with different morphologies, including worm-like, spherical, rhombohedral, square planar particles, and platelets, were obtained when HED is used together with growth-modifying species such as CH3COO-, Ce3+ and F-. 211