硅材料以其半导体性质被广泛应用在太阳能电池和光电探测器中。然而平面硅对于380 nm-1100 nm波段的光平均反射率为40%,同时硅的禁带宽度为1.12e V,导致其对于波长大于1100 nm的光呈现透明,这些性质限制了硅基器件更广泛的应用。为了提升硅在可见光和近红外波段的光吸收率,本文以三种微结构硅和表面等离激元效应为起点,通过仿真和实验,设计并制备了在380 nm-2500 nm波段高吸收率的复合型微结构硅。论文的主要工作包含以下几个方面:1.使用仿真软件建立微结构硅、复合型微结构硅及银/铝纳米颗粒在复合型微结构硅上沉积模型,计算并分析各项参数对光吸收率的影响。结果显示更大特征尺寸、表面占有率和深度的微结构硅在380 nm-1100 nm波段吸收率更高;拥有纳米孔的复合型微结构硅在380 nm-1100 nm波段吸收率相比单一微结构更高,孔径增加对于光吸收率的提升先增后减。银/铝纳米颗粒的引入显著增强了硅1100 nm-2500 nm波段的吸收率,银颗粒-复合型微结构硅吸收曲线相对平缓。2.微结构硅制备与研究。制备四棱锥型、勺型和纳米孔微结构硅,并研究工艺参数对形貌和光谱的影响。结果显示,吸收光谱和形貌密切相关,取决于反应的温度、时间、颗粒沉积情况等因素。调控工艺参数可以优化形貌并提升其密集程度。3.复合型微结构硅制备与研究。在仿真研究基础上,将单一微结构硅制备工艺优化后结合,设计并制备纳米孔-四棱锥复合型微结构硅与纳米孔-勺型复合型微结构硅,并进行形貌与光谱表征。控制刻蚀时间,可提升纳米孔深度与密集程度同时避免微结构坍塌,从而获得在380 nm-1100 nm波段更高的吸收率。4.银纳米颗粒-复合型微结构硅实验制备与研究。根据仿真结果,选择在复合型微结构硅上沉积银纳米颗粒,利用表面等离激元效应提高复合型微结构硅1100 nm-2500 nm波段吸收率。利用磁控溅射在复合型微结构硅表面制备银纳米颗粒,研究溅射时间对沉积情况和整体吸收光谱的影响。结果显示,溅射时间增加使颗粒尺寸增大并连结。调控溅射时间,可以获得大尺寸且分离的银颗粒,增强表面等离激元效应,使银纳米颗粒-复合型微结构硅1100 nm-2500 nm波段吸收率更高。最终制得的纳米孔-四棱锥复合型微结构硅在380 nm-1100 nm波段平均吸收率为91%,纳米孔-勺型复合型微结构硅在380 nm-1100 nm波段平均吸收率为93%,银纳米颗粒-复合型微结构硅在380 nm-2500 nm波段平均吸收率为97%。