本发明公开了TiO2/CdS/Ga2Se3/GaInP2/CdS/GaP/Ga2O3多结纳米催化剂及其制备方法和应用，属于纳米催化剂技术领域。本发明构筑了一种双p‑n结的纳米催化剂，在两个p‑n结之间利用GaInP2作为遂穿结，利用量子遂穿效应，使得电子在两个p‑n结之间传输。GaInP2遂穿结链接的p‑n结催化剂可以拓宽对太阳光的响应范围，进而提高催化剂在全解水制氢中的活性，该催化剂反应3h的产氢量为15.53μmol，传统的单p‑n结催化剂3h的产氢量为0.167μmol，在光解水中的活性是传统单p‑n结催化剂活性的93倍。