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有机聚合物是新一代光伏领域研究的热点材料。它可以极大地减少成本，实现大面积的柔性器件的制备。其中，P3HT∶PCBM混合体相异质结的研究尤为广泛。这种体相异质结由于充分混合渗透，使得P3HT和PCBM两相之间的距离可以达到激子扩散长度量级，从而使光生激子充分分离，使得这种结构具有比普通有机物体电池高得多激子分离率。但是由于其吸收光谱较窄，载流子迁移率很低，使得这种电池的效率远远低于无机物半导体电池。Si纳米结构的引入将有效解决以上的问题。首先，由于纳米结构具有很强的抗反射作用及光陷阱作用，可以实现强有力的光吸收。与P3HT∶PCBM结合时，将极大地展宽杂化体系的吸收光谱。另外，Si纳米材料的大的载流子迁移率将有助于实现高效率的载流子收集。因此，将这两种互有优势的结构和材料结合在一起，将有可能实现杂化电池性能的突破。基于此想法:本文将主要进行以下几个工作: 1.采用三维光电模拟，分析Si NWA/P3HT∶PCBM杂化电池光电性能。首先通过时域有限差分方法（Finite Difference Time Domain-FDTD）模拟得到体系的吸收、反射及透射特性，结合终极光电流，得到最优的有机物旋涂厚度为80nm。结合模式分析，得到了在临近吸收边的波长范围内主导体系吸收的模式为key模式。将最优结构和完全填充结构下的光产生率导入到电学模拟中，分别考虑最优旋涂及完全填充两种结构在两种双分子复合率下的J-V特性，得到体系的最高转换效率为11.2％。这些研究成果为该体系电池的设计和实验提供了理论指导。 2.使用金属辅助化学刻蚀方法实现Si纳米线阵列的制备。通过使用PS球为模板，采用电子束蒸发沉积金属银为催化剂，得到了具有周期性纳米孔洞的银模板。使用此银模板为催化剂，通过化学刻蚀方法，我们得到了周期性的纳米线阵列。通过调整PS球预处理时间，我们实现了对纳米线直径的控制。 3.采用反应离子刻蚀方法制备Si纳米锥阵列。采用PS球为模板，在不同的预处理条件下，通过改变刻蚀时间，我们得到了不同形貌的纳米锥。在此实验基础上，我们从理论上分析所得到的纳米锥的光学性质，得出纳米锥结构具有比同等高度和体积的纳米线具有更好的抗反射作用。通过沉积一层非吸收介质SiO2可以进一步降低其反射。此外，纳米锥的吸收也强烈依赖于其尺寸，适当尺寸的纳米锥可以在300-700nm波长范围内实现极高的光吸收。