随着多孔硅技术的逐渐成熟,多孔硅由于其特殊的微结构在光学和电学性质方面表现出优异的性能、吸收光谱范围极宽、制备成本低廉和良好的工艺兼容性等优点受到了极大的关注和应用。多孔硅的结构和光学性质对其在在实际应用研究中的性能表现有巨大的影响。因此本文从研究多孔硅结构的角度出发,使用仿真和实验的方法,对多孔硅的光学性能进行研究。首先,通过仿真的方法对多孔硅的结构以及光学性质进行了系统的研究。设计了柱状和孔状两种多孔硅的仿真模型,分别进行两种结构的模型参数对光学性能的影响研究。仿真结果表明,孔状多孔硅结构的光学性能与孔的深度、半径和孔隙率的有关系;柱状结构的光学性能受柱深度、半径以及柱间距的影响。然后,进行了多孔硅的实验方案设计与制备,研究实验参数对多孔硅性能的影响。得到了具有不同形貌的裂纹结构,建立了裂纹形成模型。通过蚀刻时间对多孔硅形貌和光谱的影响实验,发现多孔硅的裂纹尺寸随着刻蚀时间的增加而增加,并且较长的蚀刻时间时会出现孤立的结构,裂缝的深度和宽度共同影响吸收率,使其先增加然后减小。根据刻蚀电流密度对多孔硅的影响实验,发现随着电流密度的增加,多孔硅的横向刻蚀增强,裂纹尺寸增大,吸收率逐渐降低;当到达临界电流密度时将会产生抛光现象,并使吸收率接近平面硅。由刻蚀溶液对多孔硅的影响实验发现,HF浓度较小时,刻蚀深度减小、裂纹间距增加,使吸收率降低;C₂H₅OH浓度主要影响着多孔硅的横向刻蚀过程,当C₂H₅OH的浓度增加时,刻蚀深度几乎不变,但是减小了表面的结构压力,使裂纹的尺寸减小,吸收率增加。最后,进行了多孔硅高吸收率光谱范围延长的研究。一方面,通过多孔硅复合结构的制备延长高吸收率光谱范围。首先建立了孔洞标准分布和随机分布复合结构多孔硅的两种仿真模型;其次设计了两种复合结构多孔硅的制备方案。实验结果发现,低浓度HF溶液制备的复合结构多孔硅表面的孔洞数量较小,能够继续减小反射率的能力有限;使用H₂O₂制备的复合结构多孔硅不仅能够加快腐蚀速度,同时制备的复合结构多孔硅的孔洞数量远高于前者,在宽波段范围内具有较高的吸收率。另一方面,通过制备石墨烯/多孔硅结构进行高吸收率光谱范围的延长。实验结果显示,石墨烯/多孔硅结构的样品能够大幅增加吸收率,实现可见到近红外全波段宽光谱范围内的吸收率达到90%上,实现了高吸收率光谱范围的延长。