由于世界人口的迅速增长和生活水平的提高对能源的需求中的迅速增长,使得能源危机与环境污染等问题变得越来越尖锐。化石能源的日益枯竭和地球环境的逐年恶化,太阳能等清洁能源越来越引起人们的重视。其中太阳能发电主要方式是光伏发电。除气候问题影响,制约光伏发电广泛使用的主要原因是电池价格比较高昂。硅材料储量丰富,无毒害,是光伏电池的主要原料。但光伏电池中所使用的晶体硅成本比较高昂。所以很多商家为降低成本尽量减小硅片的厚度这会直接影响光伏电池的效率。因此,在减少光伏电池制造成本的基础上,同时提高电池的转换效率至关重要。本文针对光伏电池制备成本高、转换效率低这一问题,提出一种新型纳米线电池,具体研究内容如下:(1)研究我国今年来光伏装机情况,当前我国光伏装机总量位居世界第一。研究光伏纳米线电池、光伏异质结电池的研究现状与前景。当前异质结平面电池转换效率可达26.6%。(2)分析会影响光伏电池转换效率的原因,光损失、串并联电阻以及载流子复合等原因。可以通过增加减反层来减少光学损失,通过调整本征层厚度来控制串联电阻的阻值,通过钝化工艺减小载流子复合现象。(3)模拟分析不同材料对太阳光的吸收,将窄带宽晶体硅(c-Si)材料与宽带宽的非晶硅材料相结合理论上可以获得更高的开路电压。模拟分析了具备陷光结构与不具备陷光结构的硅基底在各个参数下标定,结果具有陷光结构结合的电池在各个方面的表现更优。所以,结合异质结电池与纳米线电池的优点,提出一种新型纳米线异质结电池,它既具有异质结电池较高的开路电压,同时又具有纳米线太阳能电池所具有的良好的电子传输通道和陷光的优点。(4)设计制备工艺并制备样品,其中制备纳米线的技术用微粒自组装技术代替传统掩模版制作,可以通过控制微粒大小去控制纳米线的直径,大大降低了成本。制备出了最大高度为m2.7m,平均高度为m0.7m的纳米线阵列,吸光性较好。(5)标定电池参数,测得最优的电池效率为2.71%,实验中制备出的纳米线异质结电池效率还是比较低。分析了造成电池效率低的原因,包括光能损失,本征层厚度、缺陷态、串并联电阻等因素。