单晶硅太阳能电池因其稳定性好、转换效率较高以及日趋成熟的工艺生产技术而在太阳能市场一直占据主导地位。由于硅的折射率与空气相比突变较大,导致太阳光在其表面产生的反射率较高,因此如何提高硅太阳能电池表面的吸收率成为了众多学者研究的热点之一。本文利用时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,简称为FDTD),研究了在单晶硅表面制备参数不同的周期性结构时,其表面对太阳光反射率的变化规律,探讨通过降低表面反射率提高其光电转换效率的实效性。主要内容包括以下几个方面:首先依据实验上采用化学腐蚀法在单晶硅表面制备样品的微结构形貌参数,建立了一种金字塔形状的微结构数学模型,进一步利用FDTD理论对此微结构的反射率在300?1000nm波段进行数值模拟计算,并与实验样品的测量结果进行对比,得出此理论模型所采用的金字塔微结构与实验上制备的微结构对该范围光波的反射作用基本等效,验证了理论建模的合理性及正确性。接着讨论了金字塔的尺寸、表面占空比以及倾角等参数的改变对反射率的影响,通过分析比较得到一组减反射效果最优的金字塔微结构参数值,即当金字塔底面边长为2?m、表面占空比为1、倾角为60°时,反射率仅为6.28%。为了进一步降低表面反射率,在上述工作的基础上,采用等效介质理论,进一步讨论了金字塔、抛物锥、圆锥渐变型等不同形状微结构对应的等效折射率随其高度的变化规律,通过比较发现抛物锥阵列微结构具有较佳的减反射性能。然后将抛物锥微结构等效为一系列等厚薄膜层的叠加,并依据多层薄膜零反射公式,采用FDTD理论对表面反射率随抛物锥阵列的高度、周期以及占空比等参数的变化规律进行了讨论,得出当抛物锥阵列结构的高度H=600nm、周期T=350nm、占空比D/T=1时,表面反射率的平均值为1.3%。最后,在抛物锥正方排列的基础上,又提出了一种金字塔与抛物锥的新型复合结构,模拟计算结果表明:该结构表面反射率的最大值在1%以下,基本实现表面零反射性能,并在入射角变化较大范围内时,依然能够保持较佳的减反射性能。本文的研究结果可为太能电池表面减反射微结构的设计以及提高太阳能电池的光电转换效率提供一定的理论参考。