近些年环境因素变得尤为严峻,在全球范围内产生了不可逆转的影响。为了实现人类社会长期可持续发展,以太阳能为代表的清洁可再生能源受到了广泛的关注。但是现阶段的光伏器件普遍都面临着太阳能利用率低下以及表面易污染等问题。因此研究具有减反射以及自清洁性能的光学薄膜以改善光伏器件的性能变成了关键。本课题受到天然荷叶自清洁现象的启发,系统的研究了天然荷叶表面的微观结构以及光学机理,制备出了具有减反射特性和自清洁特性的仿生荷叶微乳突薄膜,从而达到增加单晶硅太阳能电池光转换效率的目的。以天然荷叶为原型,首先利用扫描电子显微镜（SEM）对叶片表面的微观形貌进行了分析与表征,发现荷叶表面分布着大量不规则排列微乳突,其边缘轮廓还存在纳米级的绒毛状物质,被称之为蜡质纳米线（NW）结构,具有低的表面能,构成了微纳复合结构。其次利用带有积分球的紫外分光光度计测量了天然荷叶表面的反射光谱,发现天然荷叶结构在300 nm-700nm的可见光范围内具有良好的减反射性能。为了更加形象的说明天然荷叶结构的减反射机理,使用FDTD光学仿真软件对荷叶的表面结构进行了建模仿真,结果表明荷叶微乳突结构有利于减反射性能的提升。然后通过接触角测量仪测得的荷叶表面的水滴静态接触角值约为152.1±0.34°,具有超疏水特性,这主要归功于荷叶表面特殊的微纳复合结构和具有低表面能的蜡质纳米线结构共同作用的结果。基于此,我们以天然荷叶为主体,通过PDMS的模板法和纳米压印法成功制备了NOA81基仿生荷叶微结构薄膜。研究结果表明,通过模板法压印的NOA81基仿生荷叶微结构薄膜只能大致的复刻了荷叶表面的微乳突结构,其表面的纳米线结构无法复制下来,表明了模板法的局限性。通过紫外分光光度计测得的NOA81基仿生荷叶微结构薄膜具有24.5±0.25%的平均反射率,保留了天然荷叶的减反射特性。通过自清洁和太阳能电池检测实验表明NOA81基仿生荷叶微结构薄膜不仅提高了单晶硅太阳能电池的光伏效益,光电转化效率值达到了16.07%,而且还充当了光伏器件的保护膜,起到了自清洁的效果。为了优化仿生荷叶薄膜的自清洁性能,在制备NOA81基仿生荷叶微结构薄膜的基础上,结合水热法在微乳突表面生长氧化锌（ZnO）纳米线结构,从而形成了类似天然荷叶表面的微纳复合结构。我们还分别研究了水热生长液浓度和水热反应时间对于ZnO仿生荷叶复合结构的影响。通过SEM获得了ZnO仿生荷叶薄膜的表面形貌;通过HRTEM获得了ZnO纳米结构的微观形貌,通过其附带的EDS检测仪测量了复合薄膜表面的元素组成;通过X射线衍射仪对ZnO纳米线的晶体结构进行了表征;通过X射线光电子能量谱仪对复合结构薄膜的表面进行了元素组成分析测试。对制备的复合薄膜进行硅烷化处理后具有明显的超疏水特性。通过接触角测量仪测量了复合薄膜的水滴接触角（CA）,表现出类似荷叶的超疏水表面。通过自清洁实验测试,模拟了天然荷叶的自清洁能力。本课题研究基于自然界植物原型,通过仿生天然荷叶表面结构制备了可用于太阳能电池减反射功能和具有超疏水自清洁性能的光学薄膜,实现了制备工艺的简约化,取材便捷,为商业化和功能性的光学薄膜的制造提供了一定的参考价值。