晶硅太阳能电池的两大目标是降低成本和提高效率，而这两个目标是相互关联的。迄今为止，有很多研究者将精力放在如何提高电池的效率上。晶硅太阳能电池的效率损失主要来自于电学损失和光学损失。电学损失主要是由于硅表面和体内的各种复合引起的，可以通过钝化膜的钝化作用来抑制;而光学损失则是由于硅本身间接带隙的特性、传统绒面结构的陷光能力不足以及电极的遮光效应造成的。对于单晶硅太阳能电池而言，通常采用各向异性碱制绒获得金字塔绒面结构来达到减反射的目的，即便如此，反射率仍高达12％，光学损失仍然较多。虽然利用金属催化刻蚀制备的黑硅可以将反射率降低至2％，但是由于纳米结构而引起的电学损失也不容小觑。因此，很有必要寻找一种既能有效地降低电池的反射率又不增加电池复合率的新绒面结构及制绒方法。倒金字塔结构由于～40％的入射光将进行三次反射，所以可以将反射率降低至5％，而且其微米级的大小与正金字塔尺寸相当，也不会引起复合的增加。正是由于倒金字塔结构优异的陷光能力以及良好的结构特性，吸引了很多研究者的研究热情。但是，到目前为止还没有可以产业化的倒金字塔制绒工艺，现存的制绒工艺都比较复杂，需要用到光刻、掩模、激光等技术，不适于低成本大规模的生产。我们提出了利用一步Cu纳米颗粒催化刻蚀的方法制备倒金字塔结构，极大地简化了制绒工艺，降低了制绒成本，而且能与现有的太阳能电池制备工艺相兼容。　　本文对如何降低电池的电学损失和光学损失，以及倒金字塔硅太阳能电池的制备方法和相关性能进行了系统的研究。首先，对利用自选择性Ag催化刻蚀方法优化金字塔发射极的工艺及机理进行了研究。由于金字塔结构的几何特性，使其扩散后获得的发射极结深分布不均匀，顶端结深，底部结浅，由此形成的横向电场将不利于电子的收集。利用Ag催化刻蚀方法的自选择性，顶端刻蚀快，底部刻蚀慢，从而弥补了金字塔发射极顶端底部的结深差异，降低了横向电场对电子的不利影响，从而减少了电学损失。经过发射极优化工艺后，最好的电池效率为18.83％，开路电压为639.27 mV，短路电流密度为37.20 mA/cm2，填充因子为79.10％，使其效率提高了1.4％。　　利用一步Cu纳米粒子催化刻蚀的方法，制备了156mm×156mm大面积且均匀性好的倒金字塔硅片。研究了倒金字塔制绒工艺的机理以及腐蚀液浓度，腐蚀温度和腐蚀时间对倒金字塔形貌的影响。并结合模拟的方法研究了倒金字塔的陷光能力以及其优异的结构特性。最终获得了大面积、紧密覆盖、平均尺寸为4μm、反射率为5％的倒金字塔阵列，大大降低了光学损失。　　采用倒金字塔绒面作为电池的减反射结构，制备常规扩散电池。研究了不同制绒时间获得的倒金字塔结构的电池以及金字塔结构的电池性能，分别从绒面结构、减反射性能以及电极接触方面进行了比较分析，最终获得了效率为18.87％，短路电流为37.47 mA/cm2，开压为637.7 mV的倒金字塔硅太阳能电池，相对于金字塔结构的硅电池，效率提高了0.47％，短路电流提高了0.59 mA/cm2。　　为了进一步降低电池的制备成本，研究了以金字塔和倒金字塔绒面为减反射结构的有机-无机硅复合太阳能电池。主要研究了有机物与硅衬底的界面覆盖率对电池性能的影响。通过研究各类复合电池的界面形貌，光学特性，Ⅳ特性以及电荷转移过程，由此证明开阔的硅衬底结构更有利于有机物形成良好的覆盖层，得到较好的界面质量，进一步提高复合电池的性能。所以通过利用底部更为开阔的倒金字塔绒面结构，获得了效率为10.04％，短路电流为30.59 mA/cm2，填充因子为65.12％的有机-无机硅复合电池，相比于金字塔结构的复合电池效率提高了2.4％。