硅化镁（Mg₂Si）是一种新型环保半导体材料,有着良好的光吸收,是一种很好的近红外光电材料。本文对基于硅化镁材料的光电二极管进行了设计与性能研究。本文结合Mg₂Si的工艺以及材料性能参数,提出了一套对Mg₂Si光电二极管进行计算的物理模型。利用该模型与Silvaco TCAD可以对光电二极管的正向压降、最大整流电流、反向击穿电压、暗电流等电学性能参数以及灵敏度、量子效率、探测率、等效噪声功率、响应时间等光学性能参数进行模拟计算。对于同质结PN型Mg₂Si光电二极管,本文研究了不同p型掺杂层的厚度、P型掺杂层掺杂浓度以及P与N型掺杂层的掺杂浓度的梯度对同质结PN型光电二极管的性能参数的影响。得到同质结PN型光电二极管最大探测度可以达到0.413（A/W）,探测度最大对应入射光波长为875 nm。对于同质结PIN型Mg₂Si光电二极管,本文研究了不同p型掺杂层厚度、I型掺杂层厚度、N型掺杂层厚度以及I型掺杂层掺杂浓度对同质结PIN型光电二极管的性能参数的影响。得到同质结PIN型光电二极管的最大探测度可以达到0.433（A/W）,探测度最大对应入射光波长为965 nm。在PIN结构的情况下其探测度可以达到1.44×10¹¹ cm?Hz^1/2W^-1,对应的入射光波长也为940 nm。通过理论计算可以得到Mg₂Si在近红外波段有着较好的光电转化特性以及较高的分辨特性。Mg₂Si薄膜在红外800¹000 nm的范围内都有着良好的吸收,可以用来制作近红外光电二极管。