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多晶硅太阳电池是当前光伏行业的主流产品，进一步的推广应用有赖于效率的提升和成本的降低。通常，多晶硅太阳电池采用酸刻蚀技术来获得微米绒面，然而反射率仍然较高，黑硅技术能够在硅片表面形成具有优异陷光特性的纳米绒面，从而降低硅片表面反射率，提高电池的效率。 目前，基于Ag纳米金属催化化学刻蚀技术（Ag-MCCE）已经在光伏行业得到大规模应用。Ag-MCCE导致多晶硅片表面晶粒各向异性刻蚀的特征明显，为获得各向同性刻蚀表面以及进一步降低成本，本工作研究了一步法Cu纳米金属催化化学刻蚀（Cu-MCCE）方法。 主要的结果包括： （1）在H2O2/HF/Cu2+混合溶液体系中，通过实验发现和验证了Cu纳米颗粒在硅片表面存在 “沉积-溶解”的动态循环现象，这一不同于Ag-MCCE的现象对寻找各向同性的刻蚀条件至关重要。 （2）研究了在25-40℃之间不同温度对纳米结构的影响，发现刻蚀相同的时间，温度越高，刻蚀得到的结构尺寸越大，说明温度会提高刻蚀速率，确定30℃时反应速率适中，有利于进行纳米陷光结构的调控。 （3）刻蚀液中Cu2+、H2O2、HF的浓度是Cu-MCCE技术的关键参数。在30℃反应温度下，保持Cu离子摩尔比MCu2+=0.3mol/L不变，定义H2O2、HF摩尔浓度比?=MHF/( MHF+MH2O2)。当?在0.6-0.9之间，形成倒锥形的结构，刻蚀后多晶硅片表面的晶粒和色差明显，表现为各向异性的刻蚀；当?在0.3-0.6之间，刻蚀结构由椭圆状结构向多孔硅结构转变，晶粒晶界模糊，硅片色差小，体现为各向同性的刻蚀行为；相比之下，?=0.5时得到的刻蚀结构最优异，硅片反射率最低，刻蚀后表面残留Cu颗粒也最少。 （4）进一步研究中保持?=0.5不变，探究了Cu2+摩尔浓度对硅片表面纳米陷光结构的影响。当MCu2+>0.3mol/L时，表现为各向异性刻蚀；MCu2+<0.3mol/L时，则为各向同性刻蚀。MCu2+=0.08mol/L，所形成的微结构孔径在250nm左右，深度在300nm左右，硅片表面反射率在15%左右。在此纳米结构的基础上，利用HNO3/HF溶液对刻蚀结构进行修饰得到最终绒面开口约300-400nm，所制得电池的光电转换效率高达18.87%，较参考电池提高约0.4%。 综上，本论文工作通过分析一步法Cu-MCCE的反应动力学过程，研究了Cu纳米颗粒的“沉积-溶解”动态循环对后续纳米结构形成的影响，并通过系统的实验找到了一步法Cu-MCCE较优的工艺制备条件，并最终成功应用于金刚线切多晶硅太阳电池的制作。Cu-MCCE技术可以在硅片表面形成多种刻蚀结构，减少金刚线切多晶硅片的表面线痕，能明显改善多晶硅电池的表面色差问题，并有效提高金刚线切多晶硅太阳电池的效率。因此，该技术在光伏行业推广应用潜力巨大。