热光伏技术正在迅猛发展，提升其核心器件，即热光伏电池的能量转换效率对热光伏技术发展的重要性不言而喻。本论文从多个方面研究了提升锑化镓热光伏电池性能的方法，研究对象包括影响热光伏电池效率的减反膜和扩散曲线这两个重要方面，另外还对薄膜电池的性能做了研究。　　首先，本文基于氧化锌纳米柱阵列建立了二维光子晶体模型。用时域有限差分方法模拟计算了氧化锌纳米柱阵列的光学性质，其中典型尺寸模型的计算结果与实验测量结果吻合得很好，验证了氧化锌纳米柱阵列能实现高透低反的性质。之后讨论了氧化锌纳米柱阵列的四个重要尺寸参数对结果的影响，包括:纳米柱顶面外接圆直径Dt、底面外接圆直径Db、纳米柱高度H和纳米柱之间的间距L，结果表明当纳米柱阵列满足Dt＜50 nm、H=200 nm和Db/L=0.85时，结构可以获得最高的透射率。分析表明氧化锌可以作为优秀的减反膜制备材料用于光伏电池领域。　　接下来，本文基于Zn掺杂曲线为box曲线的锑化镓(GaSb)热光伏(Thermophotovoltaic)电池，建立了电池内部光生载流子的产生和扩散的理论模型，并用经典的半导体物理学理论模拟计算了热光伏电池的内量子效率。计算结果和实验测量结果吻合得很好。结果表明，降低电池表面复合速率Sn可以提高锑化镓热光伏电池在发射区的内量子效率，而提升电池基区少子寿命τh可以大幅提高锑化镓热光伏电池在基区的内量子效率。Zn扩散的时间对锑化镓热光伏电池在波长小于1200nm波段的内量子效率有很大的影响，2小时Zn扩散时间制得的锑化镓热光伏电池的内量子效率相比于5小时有巨大的提升。通过对电池表面的腐蚀计算，我们发现表面腐蚀可以提高电池在小于700nm波段的内量子效率，但会降低电池在大于700nm波段的内量子效率。这说明对于box型Zn扩散曲线的锑化镓热光伏电池而言，表面腐蚀是没有必要的，因为对于锑化镓热光伏电池而言，近红外波段才是最重要的波段。通过分析光生载流子在电池内部的产生和复合过程，所有的计算结果都得到了很好的解释。　　最后，本文分析计算了锑化镓薄膜电池的基区内量子效率，并研究了电池底面的少子复合速率Sp对电池基区内量子效率的影响，发现Sp的值在104 cm/s以内时对薄膜电池基区的内量子效率影响不大。在计算中还发现了重要的结论:当薄膜电池基区厚度WBR与基区空穴的扩散长度Lh相当时，基区的内量子效率比普通的可认为基区无限厚的电池的基区内量子效率还要高。这个结果说明在制备薄膜电池时，应尽量满足电池基区厚度WBR接近于基区空穴的扩散长度Lh，这样既可以节省材料，又可以制得比普通电池效率更高的薄膜电池。