硅纳米结构增强光吸收和光生载流子分离研究是目前先进太阳能电池科学与技术领域的研究热点。本文以计算不同硅纳米结构的器件物理性能和光学性能来进行结构优化为目的,通过matlab物理建模和时域有限差分法(FDTD)分别对径向p-n结硅纳米洞电池的光电性能以及硅纳米碗结构和Au纳米颗粒修饰Si/α-Fe2O3核壳纳米线的光学性能进行了数值模拟与计算分析。　　通过matlab物理建模,对径向p-n结硅纳米洞结构准中性区少子连续性方程进行求解,在考虑结构光反射的情况下,计算得出2.33μm厚硅纳米洞的光电转换效率能达到10.2％;通过FDTD方法对硅纳米碗阵列的光吸收性能进行了模拟研究,计算结果表明硅纳米碗阵列结构具有优异的宽光谱光吸收性能,其最优结构的极限效率达到31％以上,超过优化后硅纳米洞结构的极限效率;我们课题组对于Si/α-Fe2O3核壳结构纳米线阵列的光分解水性能进行了系统研究,发现Au纳米颗粒修饰可以显著提升Si/α-Fe2O3核壳结构纳米线阵列的光分解水效率。我们利用FDTD方法对Au纳米颗粒修饰Si/α-Fe2O3核壳结构纳米线阵列的光吸收性能进行了系统研究,发现金纳米颗粒表面等离子体共振可以显著增强光吸收,尤其在600nm以上的红光范围有较大的提升,同时Au颗粒尺寸和数量的增加也可以进一步增强结构的光吸收性能。