单根微/纳米线凭借尺寸小、集成度高、吸收能力强等优点,已经在发光二极管、热电器件和光伏等领域取得了广泛的运用。尤其是在光伏领域,由于其独特的陷光特性和光电转换能力,单根微/纳米线利用更少的材料就可以得到更高的光吸收和光电转换效率。进一步增加单根微/纳米线的光学吸收可以通过陷光设计来实现,这不但可以有效提升器件的光电转换效率,还可以扩展这种微纳结构的运用范围。本文以单根微/纳米线太阳电池为研究对象,利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件来实现单微/纳米线太阳电池的模型仿真计算。在单根微/纳米线的基础上提出了两种高效的陷光设计,并深入探究其陷光机制。论文的主要工作和结论如下:从光学黑洞陷光机理出发,结合传统的单根微米线太阳电池,提出光学黑洞太阳电池模型。剖析了光学黑洞尺寸、核壳匹配、折射率阶梯分层等因素对光学黑洞太阳电池的光学吸收和陷光性能的影响。研究发现:与以往的介电常数匹配模型相比,折射率匹配设计可进一步提高光学黑洞太阳电池系统的光学吸收性能;将此结构应用于微纳光伏系统,经过优化设计,可以实现宽光谱,全角度的高效吸收。通过优化外壳折射率分布和内核半径,可以大幅提高光学黑洞太阳电池的吸收效率,在内核半径为1μm时得到的光电流相比与传统无外壳非晶硅单纳米线太阳电池提升了大约200%。在分析了纳米尺寸的半导体和金属之间能够产生强烈的光学共振效应以后,我们将金属材料引入太阳电池当中来,提出在一根硅纳米线两边放置两个银块的陷光设计。研究发现,将单根硅纳米线置于金属银块的狭缝中,可以强化光学天线效应,提高器件在整个光谱范围内的吸收效率。而且,当使用有限长的银块形成纳米尺寸的金属腔,可以进一步提高陷光性能。此研究还表明:有效的光学吸收还可以通过两个金属块之间的距离以及金属块的长度高度等参数来调控,当金属块的宽度为200 nm,两个金属块之间的宽度为850 nm时,其光生电流达到10.4 mA/cm~2,相较于传统硅纳米线太阳电池提高了44.4%。