由于其优异的光、电学特性，纳米结构半导体材料在实现高性价比太阳电池方面具有重要的潜在应用。一般而言，具有较大高宽比的半导体结构，光俘获性能更佳。然而，大的高宽比给高质量pn结和电极接触的制备带来了困难。因此，目前以半导体纳米线结构为代表的纳米太阳电池尽管具有高的短路电流密度，但因质量较差的pn结和电极接触，通常相应器件的开路电压和填充因子偏低，从而导致低下的光电转换性能。开发具有优良光管理性能，且具有低高宽比的半导体纳米结构是解决相关问题的一个途径。在本研究中，我们以低高宽比、高光俘获性能硅纳米结构的开发为研究切入点，开展了一系列的研究工作，取得了以下主要进展和成果：（i）在硅片上实现了低高宽比、高光管理性能的纳米倒锥修饰的表面结构，制备了硅纳米倒锥/PEDOT:PSS异质结太阳电池，在没有任何进一步结构和界面优化的情况下，获得了9.6%的光电转换效率。作为参照，我们亦制备了硅纳米线/PEDOT:PSS太阳电池，尽管其短路电流密度比前者略高，但差的pn结和电极接触质量导致该器件低的开路电压和填充因子，最后获得的电池效率约7.1%；（ii）首次实现了利用传统的湿化学刻蚀，在玻璃衬底上制备出了硅纳米线结构；（iii）以纳米锥修饰的纳米线半导体结构为平台，系统地研究了半导体纳米结构的光管理行为，提出了实现高光吸收性能的半导体纳米结构制备的一般性指导原则；（iv）制备了具有“双级”结构的黑硅及电池，获得了约18.23%的光电转换效率。上述研究成果将为相应高性价比超薄电池结构的开发提供有益的参考。 2100433B