硒化锑光伏材料具有优异的材料性质和光电特性,近年来已成为光伏器件领域的一个研究热点。光伏器件如太阳能电池和光伏探测器,利用光-电转换原理在光伏发电、智能巡检等均有应用。硒化锑显示出独特的一维分子链结构且具有各向异性生长取向,因而调控硒化锑生长取向是此类光伏器件性能提升的主要方式。目前研究证实了硒化锑纵向生长可以改善载流子的传输,制备的太阳能电池最高获得了10.12%的光电转换效率。但是,将硒化锑纵向生长调控应用于光伏探测器中提升光谱探测性能尚未研究,定制硒化锑的完全垂直生长也亟待解决。此外,基于硒化锑太阳能电池效率的高速提升,进行透光性研究有利于光伏建筑一体化系统的集成应用。综上,本课题采用实验与仿真结合的方式,对硒化锑光伏探测器、半透明硒化锑太阳能电池进行分立研究,旨在获得光伏器件的光谱吸收、微观结构与光电性能的构效关系,促进硒化锑光伏器件的多场景应用。首先,研究新型硒化锑纳米棒阵列结构的制备方案,并应用于光伏探测器中测试光谱探测性能。在掺硼氧化锌的单一非极性表面上,精确控制了硒化锑纳米棒阵列的垂直生长。直接生长的掺硼氧化锌/硒化锑纳米棒阵列异质结应用于光伏探测器产生了光伏效应,获得了自供电特性、宽光谱探测能力和优异的综合性能。器件仿真分析了光电流响应变化规律,掺硼氧化锌层对低能量光子吸收和吸收层复合损耗机制使得光伏探测器对625nm光展现出最佳的探测性能。其次,研究硒化锑纳米棒阵列对光伏探测器中载流子输运系统的影响,并利用仿真方式探究硒化锑光伏探测器的理论性能极限。对比了不同硒化锑纳米结构的器件,发现硒化锑纳米棒阵列的陷光特性增强了光谱吸收。纳米棒阵列特殊结构的应用也优化了器件的载流子输运系统,增强了纵向载流子传输能力,提高了光子利用率,获得了更高的光电流响应。器件仿真验证了光伏探测器可以实现大于1000nm的广谱探测能力。在抑制硒化锑层缺陷态密度后,有效降低了载流子复合损失,获得了优异的理论性能极限。最后,对半透明硒化锑太阳能电池进行了实验与仿真优化研究。实验上,超薄硒化锑层厚度的增加会增强光谱吸收能力,光谱吸收能力的增强与光电转换效率的提升表现出正相关性,但却降低了平均可见光透过率;引入真空退火工艺处理硒化锑层,以改善薄膜质量的方式保证了透明度并提升了光电转换能力。仿真上,通过抑制缺陷和优化带隙的方式有效提升了半透明硒化锑太阳能电池的光电性能,获得了优异的理论效率;优化吸收层带隙可调谐光谱吸收范围,实现光谱响应的调控,使得半透明硒化锑太阳能电池具有光线调节能力。本文为硒化锑光伏器件的设计与应用提供了理论指导。