太阳能电池的主要目的是通过光能的利用来获得电能,这一过程由光电效应来实现。目前,硅作为太阳能电池中活性层的热门材料,拥有较好的光吸收性能同时具备储量丰富的特点,故而在光伏行业中硅基太阳能电池的研发一直备受关注。由于晶体硅材料的纯度要求高导致制备成本高,而减少活性层的厚度又会带来光吸收效率的下降,如何在减少硅吸收层厚度的情况下最大化的保证光吸收效率,成为不容忽视的一大难题。硅材料具有宽吸收带和间接带隙的特点,使其在近红外区域内由于缺乏共振导致光捕获效果差。因此,在硅基薄膜太阳能电池的研究领域中,经常通过光栅结构的设计来诱导多种模式的产生,进而提高硅基薄膜太阳能电池的光捕获性能。本文采用时域有限差分法和COMSOL软件来进行硅基薄膜太阳能电池的光电性能分析,提出了以下两种高效陷光结构的硅基薄膜太阳能电池。（1）设计了一种半圆形前置与梯形后置双界面光栅结构的硅基薄膜太阳能电池,通过光生电流密度和吸收光谱的分析,双界面光栅结构的光捕获性能优于单界面光栅结构。同时,利用电磁场分布对该结构在长波段（750～1100nm）的吸收增强机理进行了分析。此外,针对前置半圆形后置梯形光栅结构,进一步优化了后置梯形光栅的左右斜率与同周期下前后光栅的偏移程度,结果表明非规则性的梯形结构拥有较好的光捕获表现,通过吸收效率云图也能发现偏移程度在40nm时效果最佳。通过计算分析,光生电流密度的最优值达到了20.17m A/cm~2,相较于平板结构的光生电流密度提高了58.1%。（2）设计了一种双层周期不匹配旋转矩形光栅结构的硅基薄膜太阳能电池。优化了光栅结构的相关参数,通过光电模拟分析进一步地研究了相关结构的吸收增强机理。数值结果分析表明,这种旋转矩形结构能够通过耦合光进入c-Si层来诱发光波导模式和激发局部表面等离激元谐振。此外,通过研究分析发现,后光栅旋转结构的光捕获效果要优于前光栅旋转结构,这是由于后界面能够更好地激发局部表面等离激元谐振。这种双层周期不匹配的旋转矩形光栅结构的短路电流密度达到了18.01m A/cm~2,相比于300nm厚的平板结构提高了76.05%。