本文将从半导体纳米线、钙钛矿纳米薄膜和锥型纳米结构等进行研究,并对各种半导体结构进行优化分析,进一步提高太阳能电池效率,改善性能。论文系统地研究了InAs/GaAs量子点纳米线结构,钙钛矿薄膜结构和以ZnO为衬底,嵌入金属Ag颗粒的锥型钙钛矿三种结构的太阳能电池模型,并取得了以下主要成果:首先,针对纳米线阵列,系统地研究了InAs/GaAs量子点纳米线的结构参数对光吸收的影响。研究结果表明量子点纳米线阵列的光吸收受填充因子、纳米线直径的影响很大,经过优化后的阵列结构在可见光范围内光吸收效率明显增强,在最优参数配置下,量子点阵列的光吸收效率在长波段(l>600nm)显著提高。其次,提出了以晶体硅、ZnO为衬底的平面薄膜结构,运用多物理场方法研究了结构参数对光吸收的影响。研究结果表明,平面薄膜的光吸收性能受结构参数的影响很大,嵌入的金属颗粒在半径为70nm时,吸收效率达到最佳。通过有限时域差分法(FDTD)光学仿真软件对平面薄膜结构的局域场进行了模拟后发现,嵌入Ag颗粒后可以在长波段处诱发极强的电磁(EM)场,更进一步表明嵌入金属颗粒利于提高钙钛矿材料在长波段的光吸收能力。最后设计出以ZnO为衬底,嵌入Ag颗粒的锥型钙钛矿模型,并且分析了金属颗粒直径、高度对结构光学特性的影响。结果表明,锥型钙钛矿的吸收率受金属颗粒直径和高度的影响较大,在平面薄膜结构和锥型结构中嵌入金属颗粒,均可以在一定程度上提高钙钛矿材料的光吸收能力。最终优化后的参数:纳米锥的高度为700nm,Ag颗粒的半径为80nm。