近年来,以铟镓砷(InGaAs)、磷化铟(InP)等为代表的光电器件已在军事、通信、医学和外太空探索等领域发挥着举足轻重的作用。本文研究了 InGaAs基光电器件的性能及其可优化的结构。利用半导体器件仿真工具Silvaco进行了建模与仿真,接着对实验数据进行拟合,之后对现有结构进行优化,并对结果进行分析。在改进了器件的结构后,提高了单侧结探测器的输出电流,降低了超晶格探测器的暗电流,以及进一步提高了太阳能电池的短路电流和功率,同样本文也给出了现象的解释。改进的探测器可以得到更准确的输出结果;而改进的太阳能电池可以更好的利用太阳光。其中的改进方法同样比较创新,为今后的研究提供了一些借鉴意义。主要内容如下:首先研究了单侧结光电探测器的原理与性能,然后对其结构进行改进,方法是将崖层插入单侧结光电探测器的吸收层中,目的是得到更大的电流。在此基础上进一步提高崖层的载流子浓度,可以继续提高电流;增加集电极层的厚度,电流也随之增大。同时也分析了其对带宽的影响。接着仿真了一种新型的超晶格光电探测器,在PIN结构的本征层中插入InGaAs/InAs超晶格,并且对超晶格的位置进行了优化。在改变了超晶格的位置之后,暗电流从1.3× 10-3A/cm2减小到3.7×10-5A/cm2,结果表明将超晶格置于本征层的顶部可以最大限度的减少光电探测器的暗电流。同样,在改变了超晶格周期后,暗电流从1.49×10-4A/cm2减小到3.3×10-5A/cm2。此外,改变了超晶格的厚度,暗电流从1.02×10-4A/cm2减小到3.25×10-5 A/cm2。数据证明增加超晶格的厚度可以减少暗电流。最后研究了新型的多量子阱太阳能电池,在PIN结构的本征层中插入InGaAs/InGaAsP量子阱,并且对量子阱的层数和位置进行了优化。在改变了量子阱的周期之后,短路电流从25.4 mA/cm2增加到26.3 mA/cm2,增加了4%。此外,在量子阱太阳能电池的顶部添加一层抗反射层后,短路电流在此基础上增加了8.8 mA/cm2。很明显,InGaAs/InGaAsP量了阱太阳能电池更好的吸收入射太阳光。此外,还讨论了本征层中不同量子阱的位置对短路电流的影响。结果表明,将量子阱置于本征层的顶部可以最大限度的提高太阳能电池的功率。