硅作为常用的半导体材料已在微电子和光电子领域中得到了广泛应用，建立在硅基上的太阳能电池也获得了长足发展。但由于硅材料所具有的局限性，其电池效率的进一步提高受到了限制。本论文通过微纳结构设计，深能级掺杂等各种工艺技术手段来改善硅材料的基本性能，实现太阳能电池性能的提升。同时，通过有机半导体材料与硅纳米线阵列材料的复合来制备太阳能电池，实现两种不同材料的功能互补与优势协同。我们以制备新型太阳能电池为目标，研究了材料制备过程中的基础物理问题，设计了不同的器件结构，研究了器件制备过程中的工艺技术问题。主要结果如下:　　(1)我们设计了两步法来实现金属辅助化学刻蚀中银沉积和银刻蚀过程的分离，并利用这种方法在[100]和[111]晶向硅表面设计、制备了微纳结构，发现了刻蚀过程中所表现出的各向异性现象。通过结合电化学阳极腐蚀方法，研究了各向异性的基本原理。发现[111]晶向硅经过刻蚀后引起的硅纳米线阵列的消失，结合碱溶液腐蚀的方法，我们指出这主要是由银纳米颗粒沿着刻蚀方向投影后互相重叠引起的。提出了金属辅助化学刻蚀过程中金属颗粒所形成的自电泳模型，解释了金属颗粒沿[100]方向刻蚀的原因。　　(2)利用两步金属辅助化学刻蚀法制备了准有序的硅纳米线阵列，通过调节银沉积时间和银刻蚀时间实现了对纳米线直径和长度的控制，结果表明硅纳米线直径随银沉积时间的延长而减小，而长度则随银刻蚀时间的延长而变长。　　(3)制备出了具有高度有序孔洞分布的阳极氧化铝模板，利用热蒸发的方法成功地将这种孔洞结构复制到了金膜上。所得金膜厚度约为30nm，孔洞直径约为45nm。通过使用金属辅助化学刻蚀法，制备了有序的硅纳米线阵列。结果表明这种方法可以大面积获得直径一致且表面光滑的硅纳米线，而且通过调节氧化铝模板孔洞的直径能够很好的控制纳米线直径，通过调节刻蚀时间能够实现对纳米线长度的控制，利用这种方法，我们能够获得任意长径比的有序硅纳米线阵列。　　(4)采用在准有序硅纳米线阵列表面进行硫离子注入的方法，制备了黑硅材料。结果表明这种材料在可见光波段的光吸收率达到了95％以上，在红外波段的光吸收率也有很大提升。我们用这种黑硅材料制备了太阳能电池，其效率相对于平面硅材料有很大提升。同时我们还制备了黑硅光电探测器，结果表明其最高响应峰有红移，而且在红光波段响应有扩展。　　(5)我们在硅纳米线阵列表面通过旋涂PEDOT∶PSS，形成了共轴异质结电池的结构，通过在纳米线表面溅射ITO电极，制备了硅有机复合电池，结果表明，电池效率达到了7％。另外我们还制备了具有Al/n-SiNWs/PCBM∶P3HT/PEDOT∶PSS/ITO结构的复合太阳能电池，通过无电沉积的方法在硅纳米线表面修饰了银纳米颗粒，实现了表面等离增强效应对有机层吸收率的提升，从而改进了电池效率。效率最高的电池短路电流达到了16.6mA/cm2，效率达到了3.23％。通过量子效率测量表明，银纳米颗粒的表面等离增强效应导致400nm-700nm范围内量子效率的明显提升。