随着社会的发展,能源的需求量急剧增长,不可再生能源将限制人类社会的发展,因此,新能源的研究和应用迫在眉睫。太阳能因其取之不尽、清洁安全的特点,被人们广泛应用。人们使用太阳能实现光能到电能的转化。晶硅太阳能电池是研究最多且投入使用最广的,但其入射光反射率较高,导致太阳能利用率低。研究发现,在晶硅表面制备硅纳米线阵列能大大降低入射光的反射率,使得可见光几乎全部被吸收。但此微纳结构会明显增大硅片的表面积,使光生载流子出现严重的复合现象,导致太阳能电池的光电转化效率降低。室温下具有铁磁性和铁电性的铁酸铋（BFO）,是一种单相多铁材料,内部的条状电畴排列整齐而有规律,且相邻的电畴极性不同,这是其产生自发极化的原因。光照下的铁电材料,获得的光伏电压不受其禁带宽度的限制。铁电材料极化电场所产生的光伏效应,可以有效的分离光生载流子,为突破传统太阳能电池的转化效率上限提供突破点。所以把高质量的BiFeO₃薄膜制备在硅（Si）衬底上,将半导体与铁电氧化物结合,对设计和开发新型光伏器件有着潜在的研究前景。由于受界面互扩散与晶格失配度等条件的限制,将单相的BiFeO₃薄膜直接制备在Si衬底上较难实现。不同程度的缓冲层被加入在Si表面和BiFeO₃薄膜之间以减小晶格失配度及互扩散作用。本论文利用金属催化化学刻蚀法（MACE）在P型导电Si衬底上制备出硅纳米线阵列,并用溶胶凝胶法在SiNWs上生长BiFeO₃薄膜。1.使用两步法来实现金属催化化学刻蚀法沉积Ag纳米颗粒,并在硅表面刻蚀出SiNWs,形成微纳结构。研究了AgNO₃浓度、沉积时间和退火温度等对制备Ag纳米颗粒的影响,发现在0.01 mol/L的AgNO₃中,沉积30 s的Si片上Ag纳米颗粒无枝晶生成,分布均匀,且形貌较好;分析了HF浓度、H₂O₂浓度、反应温度、刻蚀时间、及硅片晶向,硅片类型等实验参数对SiNWs的影响。实验确定最佳反应温度是20°C,当在5 mol/L的HF和0.2 mol/L的H₂O₂混合溶液中刻蚀10 min时,制备的纳米线直立性和规整性较好;2.分析刻蚀时间对硅纳米线反射率的影响。发现不同刻蚀时间的硅片反射率均小于10%,表明硅纳米线的制备大大降低了硅片的反射率;研究了硅纳米线的物相结构,实验发现,刻蚀过程并不会改变硅片的晶格结构;3.使用溶胶凝胶法在SiNWs上制备BFO薄膜,构成SiNWs/BFO异质结构。研究了不同实验条件下异质结构的生长形貌,并探索了极化电场对其异质结构光伏特性的影响,据此提出了理论模型,并对其原理进行解释,为进一步优化器件性能提出理论依据。