纳米蛾眼结构是指结构的特征尺寸远小于作用光波长的一种结构，可等效于一个连续变化折射率的介质层，能够在一个较宽的波谱范围内抑制反射光的损失。相比于传统的增透薄层，纳米蛾眼减反结构具有宽波谱和宽入射角的减反特点，使其在多种领域具有应用前景。例如：硅基太阳能光伏电池中，在硅基表面制备一层纳米蛾眼减反结构，可将反射损失由33%降低到3%以下，极大的提高电池的光能利用率。本文提出一种随机纳米蛾眼减反结构，主要针对随机纳米蛾眼减反结构的制备及应用进行了分析研究。本文基于严格耦合波理论，对随机阵列纳米蛾眼减反结构进行模拟计算。分别对高度不同的周期结构、不同直径的周期结构和随机排布的纳米蛾眼结构进行了分析。与均匀周期结构对比发现，高度不同的周期结构对反射率具有较大的影响。并对纳米蛾眼减反结构的平均高度、平均密度和平均直径进行优化，在平均高度在300nm～500nm之间，平均直径低于100nm时可获得最佳的减反性能。纳米蛾眼减反结构的制备是通过银镜反应制备的金属银层，经高温快速退火处理形成随机分布的银粒子掩模，然后利用刻蚀工艺对具有银粒子掩模的硅衬底进行刻蚀，从而形成随机分布的纳米蛾眼减反结构。其中重点分析了退火温度和银层厚度对银粒子密度及银粒子的平均直径的影响，以及刻蚀时间与银粒子密度对减反效率的影响。实验发现，随着银层厚度和退火温度的增加，银粒子的平均直径相应增加，而平均密度在变小；同时，分析了不同刻蚀高度和不同平均密度对反射率的影响，获得了平均反射率为4.5%的纳米蛾眼减反结构；最后利用此制备纳米蛾眼减反结构的方法也在石英基底上进行了应用，制备的双面纳米蛾眼结构的石英样品的透过率高达99.3%。纳米蛾眼减反结构在聚合物太阳能电池上进行了应用，利用软模纳米压印技术将纳米蛾眼减反结构压印在聚合物太阳能电池的传输层上，实验发现，太阳能电池的短路电流密度有效提高了11.17%，平均外量子效率提高了13%。