传统化石能源的存储量逐渐减少,其消耗所产生的环境污染日趋严重,发展能源的新形式成了世界各国能源发展的一致共识。在各种新能源中,太阳能发电技术在革新着能源的构成。本论文重点是研究一种新型硅基量子点异质结太阳能电池的关键材料制备及性能研究,这种电池的结构是采用P型单晶硅作为衬底,在其上生长纳米晶体硅薄膜作为本征层,N型镶嵌有硅量子点的非晶碳化硅薄膜作为窗口层,然后使用氧化锌纳米棒阵列作为太阳能电池的减反射层。为了制备出所设计的太阳能电池,本论文进行了如下的实验研究:1.本文应用等离子体增强化学气相沉积系统(PECVD),制备了一系列的富硅非晶碳化硅薄膜,研究了不同功率及退火温度下碳化硅薄膜的结构及性能。通过各种表征设备对薄膜的结构及性能进行分析,发现随着功率的增加,薄膜内晶化率随之降低,且薄膜内硅量子点的尺寸随之减小,同时薄膜的光学带隙随着功率的增加而增大,这与硅量子点的量子尺寸效应有关。另外,在退火温度为800 ℃时,薄膜内非晶相占很大比例,随着退火温度从800 ℃升高到900 ℃,薄膜内非晶态逐渐向晶态转变,且退火温度到达1000 ℃时,薄膜的晶粒尺寸变大,薄膜的光学带隙随之减小。2.本文应用PECVD系统,制备了不同功率变化下氢化纳米晶体硅薄膜。通过各种表征设备对薄膜的结构及性能进行分析,随着功率的增加,薄膜内硅纳米晶粒的尺寸随着减小,且薄膜的晶化率也在降低,这主要是由于随着功率的增加,反应气体加速电离,薄膜沉积速率加快,临界成核自由能降低,导致薄膜的临界晶核尺寸减小。3.本文应用化学水浴法制备氧化锌纳米棒阵列,同时制备了三种多晶硅太阳能电池以研究氧化锌纳米棒阵列的减反射性能。通过各种表征设备对氧化锌纳米棒阵列的结构及性能进行分析,发现所制备的氧化锌纳米棒阵列有较好的纤锌矿结构,纳米棒择优沿着[0001]方向生长。以氧化锌纳米棒阵列作为减反射层的多晶硅太阳能电池,有较好的电学性能,将光电转换效率从2.27%提升到6.61%。经过实验对比,发现氧化锌纳米棒阵列具有极好的减反射效果。