在当前各类新能源中，太阳能电池是最有优势的一种可再生能源。其中硅基太阳能电池在目前的光伏市场中占据了绝对主导的地位，提高光电转换效率是进一步降低其应用成本的关键所在。如何有效提高光吸收、实现光的高效管理是提高光电转换效率的主要技术难题。因此，各种不同的陷光结构成为了普遍关注的研究热点。　　本学位论文基于太阳能电池的国内外研究进展，针对目前主要存在的提高电池光吸收的关键问题，利用有限时域差分法探索了硅基材料表面各种陷光结构的光学特性。在硅基材料表面设计研究了两类提高光吸收的结构，即硅纳米线阵列和金属银纳米颗粒，系统研究了两种陷光结构对硅光吸收特性的影响规律，并得到优化后的结构参数。最后，在硅薄膜电池表面构造了三种不同的陷光结构，计算对比了电池的光吸收效率和短路电流，为传统硅基或新型太阳能电池如何合理选择陷光结构的工作进行了铺垫。主要研究内容与结果如下:　　1、硅纳米线阵列可以作为太阳能电池的减反层，制备轴向p-n结、径向p-n结太阳能电池。运用有限时域差分法对以上三种应用进行了有针对性的设计与优化，分别确定了不同应用条件下的最佳几何参数。此外还研究了非周期性纳米线的光学特性，相比于周期性硅纳米线阵列，非周期性硅纳米线有更高的吸收效率。优化后直径随机分布的硅纳米线吸收效率提高了39％，达到了27.8％。　　2、利用金属颗粒等离子体效应，研究了金属银纳米颗粒在硅表面周期排列时对硅薄膜光吸收的影响。分析了球形、半球形、方形三种金属银纳米颗粒。结果表明，颗粒的尺寸、周期等参数对硅薄膜光吸收均有影响，周期固定时，随颗粒尺寸增加，硅薄膜光吸收先增大后减小。在三种形状的银纳米颗粒中，方形颗粒能够更加有效地增加硅薄膜的吸收，优化后在2μm硅薄膜表面的方形银纳米颗粒使得其吸收效率可达38.4％。而无金属颗粒时硅薄膜吸收效率仅为17.2％　　3、在平面硅薄膜电池上设计了三种纳米陷光结构，计算分析了其对电池光吸收和短路电流的影响。具有锥形纳米线结构的硅薄膜太阳能电池对太阳光的吸收最佳，与没有纳米结构的电池相比，吸收效率由25.4％提高到了34.8％。在硅薄膜表面构筑纳米陷光结构可以有效地提高电池的光吸收，为新型硅薄膜电池的设计与制备提供理论支持。