太阳能电池表面实现亚波长微结构化,对于降低表面光反射损失,提高光电转换效率具有十分重要的意义。微结构的减反射效果与结构的形貌参数等因素有关,本文通过计算模拟了硅纳米线和纳米锥阵列的减反射特性,并通过金属催化化学腐蚀法制备了硅纳米线阵列减反射微结构。本文利用严格耦合波理论对硅纳米线阵列在310nm到1127nm波段的反射率进行了模拟。该过程中详细分析了硅纳米线阵列的晶格常数、占空比和纳米线高度对反射率的影响规律。结合硅的光谱响应曲线和到达地球表面的太阳光谱,用田口方法对应用于单晶硅太阳能电池上的硅纳米线阵列的表面传输效率进行了进一步优化,得到最优的减反射形貌参数为：D=50nm, f=0.6, H=1000nm,该形貌下在上述波段正入射时的平均反射率约为2%。并考虑了光波入射角度对传输效率的影响。模拟计算了硅纳米锥阵列(即蛾眼结构)在可见光波段的反射率,给出了最优减反射形貌参数为H>300nm, TU=50nm, TD=150nm,在可见光波段正入射时,其平均反射率约为0.2%左右。用PC1D软件对最优硅纳米线阵列电池的最终效率进行了模拟,光波正入射时的最终效率为24%左右,比传统减反射薄膜提高了四个百分点。本文用金属催化化学腐蚀法在单晶硅表面制备出周期D=60nm,占空比f=0.53,高度H=500nm的硅纳米线阵列。结合样品的扫面电镜照片,研究讨论了反应中氧化剂浓度和反应时间与硅纳米线形貌尺寸的关系,给出了最合理的实验参数。用光栅光谱仪对实验所得样品的反射率进行了测量,考虑了入射角度对反射率的影响。测试结果表明,在正入射情况下,实验所得硅纳米线阵列在310nm到1127nm的波段的平均反射率约为5%左右,能够实现大角度,宽波段减反射。