近年来，能源危机和环境污染等问题逐渐加深，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭、无污染、不受地域限制的清洁能源，太阳能电池的发展引起了人们的极大关注。然而，受限于太阳能电池的生产成本较高、效率较低，未能实现大规模商业化应用。对于提高太阳能电池光吸收和利用效率而言，采用纳米材料特别是纳米线是一种较为有效的方法，其不仅具有比表面积大、晶体质量好等优点，而且阵列结构还可以减少光反射、增加光耦合。目前，ZnO基半导体纳米材料由于原料丰富、生长技术相对成熟而受到广泛关注。最近研究表明，利用ZnO和ZnSe等材料形成的Ⅱ型异质结构可实现电子-空穴对的有效分离，在光伏器件中具有重要的应用前景。然而，ZnO和ZnSe均为宽带隙半导体材料，不利于太阳光有效吸收。为此，如何调控纳米结构材料，降低材料有效带隙成为目前的研究热点。　　为此，本文优化了垂直排列ZnO纳米线阵列的制备参数及工艺，并详细研究了应力及相结构与材料有效带隙间的内在联系，提出利用应变调控异质界面量子能级间的跃迁方式，以将材料的有效带隙拓展至红外波段的方法，取得了以下几方面成果:　　(1)采用化学气相沉积法，通过生长温度、氧流量及Zn蒸汽压等参数优化，制备出垂直ZnO纳米线阵列。SEM、XRD表征结果显示，制备的ZnO纳米线为六方纤锌矿结构，沿(001)方向生长，取向一致性好。紫外-可见透射光谱和光致发光谱研究结果表明，ZnO纳米线具有较好的晶体质量。　　(2)进一步制备了不同壳层厚度的Ⅱ型ZnO/ZnSe同轴纳米线阵列。SEM、XRD、TEM等研究结果显示，同轴纳米线ZnO芯层表面会优先共格生长一层纤锌矿结构ZnSe材料，且通过控制内芯层的直径和外壳层厚度，可调控其晶格常数。当芯层较粗、壳层较薄时，共格生长层晶格常数与ZnO接近;当芯层较细、壳层较厚时，共格生长层晶格常数与ZnSe接近。紫外-可见透射光谱结果显示，随着壳层厚度的增加，共格生长层晶格常数变大，同轴纳米线的有效带隙变小，在红外波段的吸收范围增宽，强度增强，更适合于太阳能电池的应用。　　(3)利用上述制备的Ⅱ型ZnO/ZnSe异质结同轴纳米线，制作出宽带隙基半导体纳米线太阳能电池。外量子效率测试结果显示，太阳能电池在红外波段就开始有光伏响应，其中，具有20nm厚ZnSe的太阳能电池的响应阈值为1300nm(0.95eV)，在392nm(3.16eV)处获得最大外量子效率达82％，而50nm厚ZnSe的太阳能电池的响应阈值更低，延伸到1350nm(0.92eV)，在410nm～430nm(2.88～3.02eV)范围内获得最大外量子效率为75％，光电转换效率达1.19％。这些结果说明我们制备的ZnO/ZnSe同轴纳米线具有高的界面质量和Ⅱ型界面跃迁吸收效率，且其有效带隙可通过应变和相结构调控，实现近全光谱吸收，有望成为新型高效的太阳能电池功能结构材料。