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硅纳米棒由于其能级及带隙可调节、化学稳定性较好、迁移率大和光吸收好等优点而在新概念太阳电池方面有广泛的应用前景。目前提出的以硅纳米棒为基的太阳电池主要有轴向和径向硅纳米棒太阳电池。无论哪种电池，获得定向生长且直径与高度可控的硅纳米棒阵列对于电池性能的提高都至关重要。本论文采用射频磁控溅射-掠角沉积(GLAD)技术和热丝化学气相沉积(HWCVD)-掠角沉积(GLAD)技术，制备了定向生长的硅纳米棒。系统研究了设备结构和沉积参数对硅纳米棒的形貌、结构、生长速率及光电性能的影响，并将硅纳米棒应用到聚3-己基噻吩(P3HT)/硅纳米棒径向复合太阳电池中，研究了P3HT/硅纳米棒复合薄膜的形貌特征与光学性能，得到了初步的电池结果。
在射频磁控溅射-GLAD技术中，通过采用准直管，成功得到了彼此分立的纳米棒阵列。系统研究了沉积气压及射频功率对硅纳米棒形貌和沉积速率的影响。结果表明：加入随着沉积气压的增加，纳米棒的密度增加，直径减小；随着射频功率增加，纳米棒的密度减小，直径增加。
首次采用HWCVD-GLAD技术成功制备了硅纳米棒，将GLAD技术由物理气相沉积扩展到化学气相沉积的领域。系统分析了衬底旋转、掠射角度、衬底-热丝间距、衬底温度、退火温度、氢稀释度、掺杂浓度和沉积气压等参数对硅纳米棒的形貌、结构、生长速率及光电性能的影响。通过匀速旋转衬底，获得了竖直生长的纳米棒。在掠射角度α≥80°条件下，硅纳米棒阵列具有好的分立结构。通过增加氢稀释度，首次实现了硅纳米棒的低温晶化，在Ts=140℃，RH=79％的条件下，获得了晶态比0.55的硅纳米棒。实现了硅纳米棒的低温气相掺杂，在0.29％的磷烷掺杂浓度下，得到了电导率为10-2～10-3Ω-1cm-1的硅纳米棒。
将硅纳米棒应用于有机-无机径向复合太阳电池中。研究结果表明：当硅纳米棒的高度为～200nm，间隙为5～20nm时，可以实现P3HT在其中较好的浸润；与P3HT薄膜相比，硅纳米棒/P3HT复合薄膜对紫外和可见光的吸收有明显的提高；与P3HT薄膜相比，硅纳米棒/P3HT复合薄膜由于电荷转移有明显的荧光淬灭现象；退火处理从而使荧光谱强度增强，可能是由于P3HT的有序度的提高；在1cm×1cm的面积上，初步得到开路电压为0.219V，短路电流密度为3.12mA·cm-2，填充因子为31％，转换效率为0.2％的电池。