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太阳能是一种非常重要的新型能源，它具有分布广泛、取之不尽用之不竭、并且无污染等优点。因此太阳能的研究与应用成为了近年来能源领域研究的热点与重点。目前，市场上的太阳能电池主要是由硅晶片制作而成，目前，这种硅晶片太阳能电池的技术相对成熟，光电转换效率相对较高，而且这种太阳能电池具有长久的稳定性和可靠性，因此成为了当前市场上的主流太阳能电池。但是，这种硅晶片太阳能电池的硅片层厚度有上百微米，需要使用大量造价昂贵的硅晶片，因此无论是材料的成本价格，还是工艺成本，这种太阳能电池的造价都相对较高。使得硅晶片太阳能电池的价格居高不下，也因此增加了太阳能电池的发电成本，使得太阳能电池大规模商用推广异常艰难，取代传统能源更加是任重而道远。近年来，针对传统太阳能电池的造价过高，薄膜结构的太阳能电池的研究给太阳能电池的大规模应用带来了新的希望和前景。由于薄膜太阳能电池中作为核心的半导体反应层一般在几十纳米到几个微米，沉积在玻璃、塑料、不锈钢等廉价的衬底上极大的减少了原材料的成本和工艺曾本。非晶硅薄膜太阳能电池所需要的硅材料不到硅晶片太阳能电池的1％，并且其制作工艺更加简单，可以极大降低太阳能电池的整体价格，有利于太阳能电池的大面积推广。半导体反应层的材料除了有多/非晶硅、砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒、还有染料敏化材料以及有机半导体等材料。本文着重研究如何提高非晶硅薄膜太阳能电池的光吸收效率，所研究的提高光吸收效率的方法也适用于其他半导体材料。 目前，非晶硅薄膜太阳能电池也有应用上的难题，和大多数薄膜太阳能电池类似，非晶硅薄膜太阳能电池的光吸收效率极低，这是其光电转换效率的瓶颈。对于这种半导体材料，对长波段的太阳光吸收利用率不高，由于传统的硅晶片太阳能电池半导体层较厚，主要问题是减少反射，可以通过表面粗化结构来增强活性层的光吸收率，然而这种结构并不适用于薄膜太阳能电池。 目前，有多种增加薄膜太阳能电池光吸收效率的方式，例如，利用光栅的散射作用减少光的反射，提高光通路径提高薄膜太阳能电池光吸收，利用金属光栅结构，或者周期颗粒激发表面等离激元效应提高光的吸收效率也具有相当的应用前景，利用介质球造成回音壁效应可以有效地提高太阳能电池在回音壁共振处的光吸收效率。同时针对半导体反应层为100nm厚度附近的薄膜太阳能电池，由于光在半导体材料中的波长和反应层厚度在同一尺度，材料本身构成Fabry-Pérot谐振腔，在共振波段可以极大的增加薄膜太阳能电池的光吸收效率。 本文采用FEM有限元分析法，提供了一种新的研究思路，设计并且优化薄膜太阳能电池结构，充分的利用了Fabry-Pérot谐振腔效应，并且和结构本身的一些共生效应相结和，有效的提高了薄膜太阳能电池的光吸收效率。从而实现了300-950 nm波段整体的光吸收效率明显增强。在整个过程中，从利用多重Fabry-Pérot效应着手，设计出光栅结构，同时观察到散射光栅效应，表面等离激元效应。结合传统的抗反射膜，优化了结构厚度差和周期。给出了最终的优化结构。