本发明公开了一种n型半导体光阳极及其制备方法与应用。所述光阳极的制备方法包括如下步骤：S1、将仲钨酸铵的水溶液中加入盐酸和双氧水作为前体溶液；S2、将前体溶液和FTO加入至高压反应釜中，经水热反应在所述FTO上得到WO3纳米棒，经退火得到WO3/FTO；S3、将WO3/FTO和乙二醇水溶液加入至高压反应釜中，经水热反应在WO3纳米棒的表面形成氧空位，即得到WO3‑x/FTO光阳极。以本发明WO3‑x/FTO光阳极为光阳极，以BOD/PIX/CNTs/CC、原卟啉(PIX)、碳纳米管功能化的碳布为生物阴极，能够构建一种基于水/氧循环系统的新型BPECs，BPECs表现出卓越的运行稳定性，在封闭环境下连续放电36000次后，其原始功率仍有97％，这由WO3‑x表面合理设计的Ov所带来的增强的反应动力学和结构稳定性。