黑硅材料因其宽光谱高吸收的特性以及低廉的制备成本,使其在高灵敏宽光谱硅基光电探测器及高性能太阳能电池制备方面有着巨大的潜力和优势。但是,单纯的微结构硅在近红外波段的光吸收特性仍然没有较大的质变,因此本文在表面微结构制备的同时引入硫系元素(Se、Te)的掺杂,以杂质的掺入提高黑硅材料对能量小于晶体硅禁带宽度的光子的吸收。本文首先详细地阐述掺杂黑硅的制备工艺:包括掺杂膜层的制备、飞秒激光刻蚀微结构、电极的选择及制备等。为实现硫系元素的掺杂,本文创造性的使用固体膜层掺杂的方式引入杂质源。即在飞秒激光刻蚀微结构前,将杂质元素以真空蒸镀或者溅射的方式覆盖于硅衬底表面。并且针对飞秒激光刻蚀搭建了完整的光路系统,可实现对光斑半径、能量密度、脉冲数目等参数的控制。针对样品的测试包括可见-近红外波段的光吸收性质、表面形貌、霍尔效应和光敏特性。光敏特性的测试使用如下方式:以波长1064 nm的半导体激光器作为光源,Keithley 4200-SCS型半导体特征分析系统为主要测试仪器,对掺杂黑硅进行I-V特性的测试。从测试结果中拟合得到特定偏压下掺杂黑硅的光电响应率。其中,Se掺杂黑硅材料可达到的最高光电响应率为0.7792 A/W,Te掺杂黑硅的最大响应则高达2.4836 A/W。在前人研究的基础上,进一步研究了退火时长对于掺杂黑硅光电特性的影响,以期对掺杂黑硅的制备起到指导作用。实验发现随着退火时间延长:掺杂黑硅的表面尖锥结构的高宽比逐渐减小,密集程度逐渐增加;近红外波段光吸收率下降;载流子面密度下降、迁移率上升;光电响应度提高。分析认为,退火过程引起的杂质扩散和缺陷修复是影响掺杂黑硅表面微结构、光吸收特性、霍尔参数和光电灵敏度的主要原因。在导致的载流子密度下降的同时,退火对于各类缺陷的修复又极大地促进了对光电流的收集和传导作用,这种促进作用远大于载流子密度下降对光电流的削弱效果,因此光电灵敏度整体上是提高的。而Se和Te两种元素在硅中扩散能力的不同,正是两种掺杂黑硅材料在光学、电学性质变化方面产生差异的原因。