一维硅纳米材料由于其独特的纳米结构,使其在室温下具有较好的光致发光特性,将其应用于半导体工业中,有希望实现用光互联替代目前所采用的电互联,这将极大地改善集成电路的运行速度。在光伏领域,这种近光波长的一维纳米结构具有低反射特性,改善了电池对太阳光谱的吸收效率,进而可以提升太阳能电池的光电转换效率。另一方面,采用硅纳米线阵列设计的三维p-n结,极大地增加了结面积,有效提高了光生载流子浓度,使短路电流得到提升。一维硅纳米材料将是未来半导体工业的基石。本文采用贵金属催化湿化学刻蚀技术在p型硅片上成功制备出一维硅纳米线阵列,并研究了H202浓度,Ag离子浓度和刻蚀时间等工艺参数对一维硅纳米线阵列形貌和性能的影响。为进一步实现对一维硅纳米线阵列形貌的控制,我们采用电子束蒸发和快速退火(RTA)技术控制用于催化的纳米银的形貌。我们采用磁控溅射技术和溶胶凝胶法分别制备出了氧化锌／硅纳米线三维异质结,主要研究了其光电特性。通过研究得到了以下主要结果：1、采用贵金属催化湿化学刻蚀方法,以p型硅片为衬底,在室温条件下制备了一维硅纳米线阵列。当HF/AgNO3混合溶液的浓度分别为4.6mol/L和0.01mol/L,银纳米网络的沉积时间为60s,HF/H2O2混合溶液的浓度分别为10wt%和2.1wt%,刻蚀时间为20min时,制备出了直径约为50-200nm,长度为8μm的一维硅纳米线阵列。并发现硅纳米线的长度与刻蚀时间呈正比,刻蚀速率约为360nm/min。硅纳米线的直径和阵列密度可通过改变刻蚀液中H202溶液的浓度和纳米银网络的沉积时间来控制,随着H202溶液的浓度的增大,刻蚀出的硅纳米线阵列的密度变得越来越小,纳米线的直径也随之变小；随着纳米银网络的沉积时间的加长,使得沉积在硅片衬底上的银网络变得密集,其相对应的刻蚀硅纳米线密度随之减小。这种一维硅纳米线阵列结构具有非常好的阻反射特性,在200～1200波段,其表面反射率不高于5%。2、采用电子束蒸发技术在硅片衬底上沉积一定厚度的贵金属银薄膜,然后通过RTA技术调控纳米银的形貌,最后才用贵金属催化湿化学刻蚀法,以纳米银作为催化剂,HF/H202混合溶液作为刻蚀液,成功制备出了一维硅纳米孔阵列。通过调控蒸镀银膜的厚度和RTA的退火温度等工艺参数,成功实现了衬底硅片上银由银膜,银纳米网络到银纳米颗粒的转变。在蒸镀银膜厚度为20nm, RTA温度为800℃退火1min的条件下,得到了均匀性和分散性均好直径50-100nm的银纳米颗粒,经刻蚀得到了一维硅纳米孔阵列,该阵列不仅保持了一维硅纳米线阵列阻反射的特点,并且相对于纳米线阵列,有更高的机械强度,使其在光伏领域有更好的应用前景。3、采用磁控溅射技术和溶胶凝胶法均成功制备出了氧化锌／硅纳米线三维异质结。研究并比较了两种方法制备出的异质结的电学性能,发现电极形貌对异质结的电学性能有重要影响。采用磁控溅射技术沉积AZO薄膜后,再通过电子束蒸发技术蒸镀得到的电极具有相对平整且紧密连续的金属电极,所以其接触电阻相对较小,而采用溶胶凝胶法制备的ZnO后再蒸镀电极得到的电极没有形成紧密连续的电极,只是在纳米线阵列的上方形成岛状结构,从而造成接触电阻很大,因此在伏安特性测试的过程中反映出相对较大的反向漏电流和较差的整流特性。实验中还发现采用刻蚀有硅纳米线阵列的硅片作为沉积ZnO薄膜的衬底具有增强ZnO光致发光的特性,其原因有两个：一个原因是刻蚀有硅纳米线阵列的硅衬底具有更大的比表面积,使得可以有更多的ZnO沉积在衬底上,从而增强其发光；另一个原因是一维硅纳米线阵列的独特结构使得对光谱的利用效率更高,从而有更多的光子被ZnO吸收。