现如今太阳能电池种类是非常多的,但晶硅太阳能电池依旧占据着主要市场,由于此类晶硅太阳能电池光的利用率较低、成本较高使得其广泛运用受到阻碍。利用金属辅助化学法刻蚀制备黑硅降低硅表面对入射光的反射率,提高光的利用率;利用石墨烯量子点独特的尺寸效应和量子限域效应带来的上转换发光能力、高效的光生载流子产生和收集能力,可以制备出以黑硅为基的石墨烯量子点/黑硅异质结太阳能电池,该器件利用石墨烯量子点作为P结替代了原始晶硅太阳能电池的部分硅材料,以致于其结构简单、成本降低。通过水热法可制备的量子产率为0.34的石墨烯量子点,该量子点的尺寸较小,晶格间距为0.24 nm,厚度主要集中在1.9 nm。该石墨烯量子点表面含有很多官能团,所以它易溶于水并且具有独特的荧光性能,其荧光具有激发依赖性,在320 nm紫外灯照射下发青绿色荧光,具有上转换发光独特性质。在N型单晶硅片上制备双层微纳米结构从而制备出能够达到双层减反射效果的黑硅。通过探讨碱性溶液成分、AgNO₃浓度、沉积时间、HF+H₂O₂酸性腐蚀体系中H₂O₂的含量和刻蚀时间对黑硅纳米结构和反射率的影响,可得到最优的制备工艺:N型单晶硅片在质量分数为2%NaOH溶液中85℃水浴处理30 min制得金字塔结构,在浓度为0.03 M的AgNO₃溶液中沉积15-20 s,然后在质量分数为10%HF+10%H₂O₂酸性腐蚀体系中刻蚀8 min,最终制备的黑硅具有非常好的吸光性,对200-1000 nm范围内的入射光的反射率可达2%以下,最低可达到1.8%。将石墨烯量子点水溶液滴到黑硅表面加热烘干即可与黑硅表面形成异质结,沉积正负电极制得光伏器件,该器件结构简单,制备过程简单。由于石墨烯量子点和硅之间结差较大,可使得光生电子-空穴对分离,而石墨烯量子点的最低电子未占有轨道（LUMO）与硅的导带差值较大,光生电子只能向n-Si移动被Al阴电极收集,不能传输到Ag电极,石墨烯量子点在该光伏器件中主要起到电子阻挡层和空穴传输的作用。通过研究了黑硅不同表面修饰、不同尺寸分布的石墨烯量子点和含量对器件光伏性能的影响,最终在尺寸分布为1-4 nm,体积为4 mL的石墨烯量子点和甲基化修饰后的黑硅构筑的石墨烯量子点/黑硅异质结光伏器件的光电转换效率可达9.64%,外量子效率为56.9%。