基于密度泛函理论，结合投影缀加平面波方法，利用第一性原理 VASP 软件包对未掺杂、C 掺杂、Cr 掺杂以及 C-Cr 共 掺杂锐钛矿型 TiO2的电子结构和光学性质进行了研究，揭示了 C-Cr 共掺锐钛矿型 TiO2的光电协同调控机制。结果表明，单掺 C体系中 C 2p 杂质轨道交叠在费米能级上，而锐钛矿 TiO2的带隙值未改变;单掺 Cr 体系中杂质能级主要由 O 2p 和Cr 3d 轨道 杂化贡献，且带隙值降低了 0.6 eV;相比未掺杂体系，C-Cr 共掺体系增加了杂质带 C 2p 和Cr 3d，带隙值进一步降低为 2.0 eV。 此外，C掺杂、Cr 掺杂和 C-Cr 共掺杂体系光吸收带边分别红移至 490 nm、600 nm 和700 nm。这是因为 C-Cr 共掺体系中，C 能形成浅杂质能级作为价带顶部，而 Cr 形成的深杂质能级能减小电子跃迁的能垒，显著地增加了电子跃迁的概率，两者的协同 作用极大的缩小了共掺杂体系的带隙值。研究结果表明C-Cr共掺杂可将锐钛矿TiO2的光吸收范围由紫外光区扩展至可见光区， 有效地增强了共掺杂系统在可见光下的光催化活性和光转化效率。
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