由于其特殊的光电特性，砷化镓纳米线在未来廉价高效太阳能电池中具有巨大的应用前景。为了证实砷化镓纳米线基高效太阳能电池的可行性，我们开展了以下几个方面的研究:不同衬底上的金催化砷化镓纳米线生长，单根砷化镓纳米线的电性表征以及通过理论模拟手段对纳米线在未来高效太阳能电池上的潜在应用前景进行评估。　　材料成本尤其是衬底材料成本的降低是纳米线基太阳能电池未来产品化的关键，因此本文首先将描述利用分子束外延技术以金催化VLS机制在不同衬底上的GaAs纳米线的生长。我们成功在GaAs、Si以及非晶玻璃上生长了GaAs纳米线。由于GaAs(111)衬底与Si(111)衬底上纳米线的同质与异质外延生长特性，纳米线展现出高密度、垂直衬底取的结构形貌。而在非晶玻璃上我们获得的GaAs纳米线形貌具有产率高，取向无序等特点。　　为了对掺杂单根GaAs纳米线进行电性测量，我们研究了一种简单、精确的两步曝光工艺，实现了单根纳米线与光刻板之间的曝光对准。我们建立了单根GaAs纳米线的金属-半导体-金属模型来对实验所测得的单根砷化镓纳米线Ⅰ-Ⅴ曲线进行拟合，得到了GaAs纳米线中本征的电学信息如掺杂浓度、载流子迁移率以及电极接触势垒高度。　　我们利用时域有限差分法对GaAs纳米线阵列的光学特性进行了系统研究，通过对麦克斯韦方程求解获得了太阳光谱下最有效的光吸收结构。利用布洛赫模式分析的方法研究纳米线结构中的光陷阱吸收增强内在物理机制。同时，为了研究纳米线结构太阳能电池的光电转换特性，我们将三维光产生率导入到半导体漂移-扩散模型中进行电性模拟。通过该全三维光电耦合模拟方法，同时实现了纳米结构光伏器件的光学与电学结构的优化。