低维硅基材料（硅薄膜、硅纳米线、硅纳米点材料）太阳能电池具有高效率/低成本的潜力，因而受到研发人员关注。短路电流密度(Jsc)是表征太阳能电池性能的重要参数之一。Jsc可通过电池活性层厚度的增大以及陷光结构的应用而得到增加。然而，Jsc同样受透明前电极影响。首先，前电极的透光率会影响电池活性层的光吸收。其次，前电极的电学性质会影响光生载流子的收集效率。本论文系统的研究了前电极对硅纳米线太阳能电池性能的影响。　　最近有报道在硅纳米线和PEDOT∶PSS的杂化太阳能电池中，将金栅网取代铟锡氧化物(ITO)为前电极后，电池的转换效率翻倍，由6.0％提高到了13.2％，但对于电池这一显著改善机理并未作深入讨论。本文首先研究透明前电极对硅纳米线太阳能电池的影响，探索电池效率翻倍的内在机理。然后研究与前电极接触的p窗口层对电池Jsc的影响。具体研究工作有以下几个部分:　　1.通过AMPS-1D(One-dimensional Analysis of Microelectronic and Photonic Structures)模拟研究了前电极对电池性能的影响。模拟结果发现:(1)前电极功函数主要影响电池的填充因子(FF);(2)前电极透射率主要影响电池的短路电流密度(Jsc);(3)漏电电流主要影响电池的FF和开路电压(Voc)。　　2.基于上面的讨论，研究了将ITO电极替换为金栅网电极后，硅纳米线电池效率由6％增加到13.2％的物理机理。提出电池效率翻倍的主要原因是前电极和硅纳米线之间漏电通道阻断以及前电极透过率的提高。　　3.前电极和电池窗口层p层接触，该接触界面对电池的性能也有重要的影响。因此，在优化前电极时需要考虑p层的影响。首次研究了p层纳米硅带隙宽度（Eg）对电池Jsc的影响。发现当Eg最优时Jsc达到最大。实验表明最大Jsc是暗电流和光生电流相互平衡的结果，提出暗电流是由p层缺陷态和p/i界面势垒引起的，因此可以通过优化p层来降低p层缺陷态密度和p/i界面势垒，进而提高电池性能。最后，通过对p层Eg的优化，太阳电池的Jsc相对提高了6.6％。