太阳能是一种清洁、安全、资源充足的新型能源，光伏发电是太阳能资源最重要的利用方式之一。目前晶体硅太阳能电池在光伏市场占据着主导地位，但高成本限制了其进一步发展。因此，寻找成本低廉的光伏材料受到了人们的广泛重视。硅薄膜是很有前途的低成本光伏材料，但它的高光学带隙导致其对太阳光谱中的长波区域不敏感，因此硅薄膜太阳能电池的光电转换效率较低。对硅薄膜光学带隙进行调制能够有效提高其对光子的吸收，进而提高太阳能电池的转换效率。这一研究已成为了当前科学研究的前沿和热点。载能离子束是一种独特的材料改性手段，可以实现常规方法不能实现的材料结构和性能改变。因此，深入探索离子束轰击引起的硅薄膜结构和光学带隙调制，不仅具有重要的学术意义，而且具有潜在的应用前景。　　 本论文采用射频磁控溅射法(RF-MS)制备了a-Si和a-Si(:)H薄膜，用热丝化学气相沉积法(HWCVD)制备了nc-Si(:)H薄膜，然后在室温下用180-500keV的He、2.0MeV-1.98GeV的Kr、6.0-9.0MeV的Xe和6.0MeV的Bi离子对样品进行了辐照。随后，利用拉曼散射光谱仪(Raman)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对样品进行分析，研究了制备和辐照参数对硅薄膜结构和光学性能的影响。主要研究结果如下:　　 1.样品的制备实验结果表明:在所选参数范围内，RF-MS法制备的a-Si和a-Si(:)H薄膜光学带隙随衬底温度、沉积压强和H2/Ar比的增加而增大;而随着热丝温度的增加，HWCVD法制备的nc-Si(:)H薄膜晶化率和光学带隙单调增大;对各沉积参数对硅薄膜结构和光学带隙的影响机制进行了分析。同时，研究了不同参数下的退火处理对硅薄膜结构和光学带隙的影响。　　 2.180keV-9.0MeV的低能离子辐照多种结构硅材料实验结果表明:辐照后c-Si、nc-Si和nc-Si(:)H样品结构均发生了由晶相向非晶相的转变，且样品非晶化程度随着辐照剂量的增加而增大，这主要是由于入射离子在样品内部引入了离位损伤而导致的;随着辐照剂量的增加，a-Si、a-Si:H、nc-Si和nc-Si(:)H薄膜的光学带隙值均逐渐降低，这和辐照导致的样品结构相变、缺陷产生以及离子掺杂有关。　　 3.30MeV-1.98GeV的高能离子辐照nc-Si(:)H薄膜实验结果表明:随着辐照剂量的增加，30MeVKr离子辐照下的nc-Si(:)H薄膜的晶化率和光学带隙均明显降低;经196.25MeVKr离子辐照后，nc-Si(:)H薄膜晶化率略有下降，而其光学带隙值先快速下降而后近似保持恒定;1.98GeVKr离子辐照下的nc-Si(:)H薄膜微观结构和光学带隙值均未发生明显变化。各组样品结构及光学性能的不同变化归因于入射离子的电子能损和核能损的不同。　　 最后，对硅薄膜的辐照改性机理进行了探讨。