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本文对表面等离子(surfaceplasmons，SPs)或表面等离子体激元(surfaceplasmapolaritons，SPPs)在纳米光子学上的应用进行了详细描述，并且深入挖掘了其潜在的应用价值，对基于SPPs光束缚模式在薄膜材料光伏器件上的应用作了详细的研究。本文中，将SPPs与光伏薄膜材料相结合，通过纳米金属结构局域光场的特性，设计并优化出了纳米金属表面的孔阵结构，在实验上实现了有机聚合物光伏薄膜材料光吸收的增强，有望进一步提升电池的整体器件性能。本文中的工作主要在以下几个方面展开： 1.对SPP的起源、发展以及历史过程作了简要概括，从最基本的电磁场理论出发对SPP的基本理论进行了详尽的推导和介绍。对界面传播性SPP的色散关系进行了详尽的分析，并讨论了Mie理论下localizedsurfaceplasmonpolaritons(LSPP)的激发。对光伏电池产业的发展现状和面临的问题进行了分析。从光伏电池器件原理出发推导并讨论了不同器件参数对器件整体性能的影响，对薄膜光伏电池器件本身的光吸收特性进行了分析，总结了无机半导体与有机半导体材料薄膜光伏电池光吸收面临的问题，将我们可能使用的表面等离子体结构和现有的陷光结构的应用进行了比较。完成了纳米等离子体结构在有机光伏薄膜材料上应用的可行性分析。 2.在无机半导体材料溥膜上仿真设计了二维纳米等离子体结构用来增强材料的光吸收，并对不同参数、不同材料的光吸收增强进行了原理上的分析，最后进行了优化。在有机聚合物材料(P3HT：PCBM、P3HT：PC70BM、PCPDTBT：PCBM)薄膜上从仿真的角度设计了更加适用于无偏振太阳光下的三维纳米等离子体结构用来增强有机活性层材料的光吸收，同时从解析解的角度出发验证了我们所做的仿真计算的可靠性。在有机小分子材料(CuPc：PTCBI)，薄膜上设计了双层复合三维纳米等离子体结构，通过激发两种不同种类的SPP之间的耦合模式来极大的增强材料的光吸收。 3.尝试使用两种不同的微纳加工制备技术制作实验用样片(包括FIB技术在金属薄膜上制备金属纳米光栅，以及自行搭建了用于制备二维金属纳米结构的双光束干涉曝光(Lloyd)系统)。通过比较选择更加适合于大面积低成本制作光伏器件表面的纳米结构的技术来进行器件制作。自行设计并搭建用于测量实验样片光学透射谱与光学反射谱的测量系统。并使用该系统测量实验样片纳米金属结构增强的有机光伏薄膜材料的光吸收谱，与仿真计算结果对应。同时从理论上和实验上证明了使用我们设计的纳米金属结构的光伏薄膜材料会在非常宽的光范围内对光吸收的增强有很大的帮助。