晶体硅太阳能电池的效率损失主要来自于光学损失和电学损失。光学损失主要是由于硅本身的特性、传统的绒面结构陷光能力不足以及电极的遮光效应等;而电学损失则主要是由于硅表面和体内的各种复合引起的。黑硅材料由于其优异的减反射性能，可用于太阳能电池的制备，因此受到越来越广泛的关注。我们提出了用金属银纳米颗粒一步法催化刻蚀制备黑硅，极大地降低了黑硅的制作成本，并且可以与现有太阳能电池制备工艺进行不同形式的结合。　　本文对黑硅太阳能电池的制备方法及其相关性能进行了系统的研究。首先，对金属银纳米颗粒催化刻蚀制备黑硅的反应机理进行了研究。通过调控腐蚀液中AgNO3/HF/H2O2的浓度比例，获得了不同形貌的纳米结构，这些纳米结构作为空气与块体硅之间的折射率渐变的中间介质层，可以很大程度上降低硅片对波长小于1100nm入射光的反射，提高硅片的陷光能力。为了进一步提高黑硅对波长大于1100nm入射光的吸收，研究了Ag纳米颗粒产生的表面等离子体共振对黑硅陷光能力的影响。通过改变金属Ag纳米颗粒尺寸大小和衬底介质环境，最终获得Ag纳米颗粒/氮化硅/黑硅体系的宽波段减反射性能，进一步降低了黑硅的反射率。　　利用金属银纳米颗粒催化刻蚀黑硅的制绒工艺，制备了156mm×156mm大面积无额外减反膜的多晶黑硅太阳能电池。同时，为了进一步提高黑硅电池的效率，对黑硅纳米结构进行了不同钝化方法的研究，最终获得的含有SiO2/SiNx双层钝化膜的多晶黑硅太阳能电池效率为15.8％。　　尽管SiO2/SiNx双层钝化膜使多晶黑硅太阳能电池有所提高，但仍然低于常规多晶硅电池，这是由于纳米结构钝化不足导致表面复合严重以及纳米结构内存在磷重扩散的“死层”加剧了俄歇复合。因此，我们改变了黑硅电池制备工艺中纳米结构刻蚀和POCl3扩散制备发射极的工艺顺序，在磷扩散形成p-n结后对发射极进行刻蚀，得到纳米发射极电池。由于有效地降低了发射极中的俄歇复合，得到的纳米发射极电池效率提高到16.37％。为了进一步发挥纳米发射极低反射率、低俄歇复合的优势，结合商业化的选择性发射极技术，制备了选择性纳米发射极电池。通过对发射极后刻蚀时间的控制，实现了16.94％的电池效率。纳米发射极电池和选择性纳米发射极电池通过对发射极进行后刻蚀来降低俄歇复合，受到发射极方阻的限制，其纳米结构不可能太深，因此对于减反射效果存在着制约。　　为了同时实现低反射和低复合，进一步地，我们采用磷离子注入法代替传统的POCl3热扩散法制备黑硅电池的发射极。在获得相同方阻的前提下，离子注入可以很大程度上降低杂质的掺杂浓度，尤其是接近黑硅表面的磷掺杂浓度，有效地降低了纳米结构中的俄歇复合。通过对黑硅注入不同剂量的高能磷离子，且对后期退火条件进行了研究，最终获得合适的发射极方阻，并制备成电池，其效率比具有相同发射极方阻的热扩散黑硅电池提高了2.6％。