自上世纪90年代起,低维纳米结构材料的制备、表征和应用引起了研究者的广泛的关注。其中,硅基一维纳米结构因为具有比体硅材料更奇异的物理化学特性,且与当代成熟的微电子技术相兼容,是制备各种纳米功能器件最理想的材料之一,成为当前纳米技术领域的研究热点。本文对一维硅基纳米结构进行了制备、表征及性能测试的研究,探索其在能量储存与转化器件上的应用潜力。主要工作内容如下:1.采用单晶硅衬底通过金属诱导化学刻蚀法制备了高质量单晶硅纳米线阵列。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱详细研究了单晶硅纳米线的形貌和结构。在深入了解金属诱导化学刻蚀法制备单晶硅纳米线的机理基础上通过改进实验过程和参数,成功在多晶硅衬底上制备了硅纳米线。这些结果对硅基纳米线的低成本规模化应用具有十分重要的意义。2.采用改进的金属诱导化学刻蚀法,在商用太阳能级多晶硅片表面大面积制备出了硅纳米线。形貌表征发现纳米线生长的长度与刻蚀时间成线性关系,生长速度约为0.766μm /min。漫反射谱测量表明这种硅纳米线长度对其表面减反射性能具有调节作用。其中,刻蚀时间长于45分钟的样品具有优良的减反射性能,在190-800 nm波段,表面的反射率低于9%。研究结果对制备性能优越的抗反射太阳能电池绒面具有十分重要的参考价值。3.以单晶硅纳米线阵列为模板,采用化学镀镍和后退火处理制备了NiO/Si复合纳米线阵列。将这种复合纳米线阵列作为锂离子电池的阳极,进行了充放电循环性能测试。测试结果表明,通过调节循环电压范围,壳层NiO成为储锂的活性材料而单晶Si内核作为力学支撑和良好的电子传输途径。这种NiO/Si复合纳米线阵列电极具有优越的储锂性能,在50mA/g的电流密度下循环30次后其可逆电容量为606.13 mAh/g。