本发明公开了一种氮掺杂石墨烯N-rGO与纳米片层团簇MoSe2复合结构的制备方法,用于提高光电化学分解水制氢的效率。它是采用两步水热反应合成,经退火处理,形成了直径约为100nm的MoSe2纳米片层团簇与N-rGO片层相互缠绕的异质复合结构,MoSe2/N-rGO复合结构具有比单独MoSe2更优异的可见光吸收特性,且MoSe2与N-rGO形成的异质界面能够有效抑制光生电子和空穴的复合,增强电子和空穴的分离,在外加电场作用下光生电子迅速被电解液中的H+所俘获,产生氢气。本发明的技术思路简单清晰,该复合结构能够显著增强光电化学分解水析氢的效率。本发明公开了两步水热法制备N-rGO与MoSe2异质结构以及增强光电化学分解水析氢效率的技术思路。