硅纳米结构由于其低维数和量子限制效应影响，表现出有趣的电子、热学和光学性能，是潜在的纳米级器件中的关键部件，广泛应用于光伏发电、能源存储等领域，并可与厌氧微生物细菌结合用于人工光合作用，成为新能源发展新方向。湿法刻蚀制备硅纳米线技术具有低成本、设备简易、重复性好以及效率高等优势，成为理想的硅纳米结构制备技术之一。以硅纳米线为出发点，深入分析了其制备工艺、生长机理和物理化学性质，对比不同制备方法对纳米结构形貌特征的影响。研究新型电池制备工艺与纳米线的结合，以制备优异光电转化效率的硅基太阳能电池，并以现有实验条件，对纳米线与微生物细菌的结合作初步探索，为硅纳米线在光电子学和微生物等不同领域应用提供科学依据。　　本文利用湿法刻蚀技术制备不同样貌的硅纳米线阵列结构，结合新型电池制备工艺研究其在太阳能电池的应用，初步探索纳米线对微生物细菌的生长状态影响，具体内容如下:　　(1)制备了基于硅纳米线阵列结构的新型p-n结太阳能电池，以解决由传统制作工艺形成高掺杂纳米线，进而增加载流子俄歇复合速率的问题。纳米线通过金属辅助化学刻蚀制备，调控刻蚀时间得到不同的纳米形貌。通过SEM分析不同刻蚀时间对纳米线的长度、刻蚀速率和形貌等的影响。UV-VIS分析不同形貌的硅纳米线阵列表面陷光性能。利用新型的太阳能电池制备工艺，在磷扩散掺杂(doping)处理形成n+发射极的平滑硅(pl-Si)表面蒸镀（front deposition）网格状Ag/Ti层(front contact)，在无网格线覆盖的区域刻蚀处理生成高陷光的低掺杂纳米线阵列(etching)，在标准模拟太阳光源对电池的光电性能表征，并与传统工艺制备的电池对比，分析制备工艺对太阳能电池光电性能的影响。　　(2)将硅纳米线结构与微生物细菌结合，研究不同形貌的纳米线阵列对细菌生长的影响，初步探索纳米结构在微生物领域的应用，并解决了生物发酵工程中微生物分离的问题。以三种不同类型的大肠杆菌为研究对象，分析了具有特殊形貌的硅纳米线阵列结构带来的外界物理刺激对细菌生长行为的影响。利用SEM表征了硅纳米线结构和经纳米表面培养后细菌形貌变化。使用荧光染色法结合荧光显微镜，进一步观察了细菌形貌以及隔膜数目受纳米阵列刺激后的变化。在纳米线阵列表面刺激作用下，细菌形貌长度由正常的1-3μm增长到50-200μm，形成的丝状长条细菌内部出现多个隔膜。我们的研究发现为细菌形态学工程提供了另一种方法，未来有利于提高下游生物处理的有效性。　　(3)初步探索纳米针结构在抗菌领域的应用，为未来的医疗系统防治细菌污染提供新的途径和手段。采用金属辅助化学刻蚀技术并经KOH溶液处理，制备了具有纳米针阵列结的硅基片，结合新型3D打印技术制备的细菌培养模具，研究了该纳米结构对革兰氏阳性和阴性细菌的抗菌性能。SEM表征研究了纳米针表而细菌的形貌特征，标准涂板法统计不同基片培养后菌液中细菌存活数目，对其抗菌性能进行了深入研究。　　总之，本文的研究方法和成果对金属辅助化学刻蚀制备的纳米线在太阳能电池以及生物医疗领域的应用提供重要科学依据，同时为细菌与光电材料结合应用于人工光合作用还原二氧化碳提供科学依据，推动硅纳米材料的深入广泛应用。