石墨烯材料是一种二维的碳衍生物，以其优秀的光学（高透光率）、热学、电学（导电率为106 S/m2）以及力学（抗拉强度为42 N/m2）等方面的性能和广泛的应用，引起了研究热潮。另外，石墨烯薄膜作太阳能电池的窗口层材料，在几乎不影响基底光透射率的情况下能提高硅太阳能电池的光伏性能，因此在半导体光伏器件及太阳能电池领域拥有广阔的应用前景。利用化学气相沉积法（ Chemical Vapor Deposition， CVD）制备单层或多层石墨烯，并成功将石墨烯转移到硅片基底上。同时以提高石墨烯太阳能电池的性能为目的，对金属纳米粒子改性石墨烯/硅太阳能电池进行研究，并用等离子共振理论对改性石墨烯，提高电池光伏效应的机理进行了模拟和探究。研究者多用小粒径的金属纳米粒子对石墨烯进行掺杂，对大粒径金属纳米粒子作用于石墨烯太阳能电池进行了研究。利用模拟和实验相结合的方法研究了石墨烯的金属粒子改性对石墨烯/硅异质结太阳能电池的影响。　　本研究主要内容包括：⑴利用经典化学气相沉积法（CVD）制备多层石墨烯，在氩气（Ar）作保护气体，甲烷（CH4）作为碳源，铜箔作为基底，在1000℃高温下甲烷被氢气（H2）还原，碳原子在铜箔上重组成为石墨烯。目前我们实验室对甲烷通入的时间及氢气等对石墨烯品质的影响进行了研究，得出在通入甲烷时间为5分钟石墨烯的光电性能较好。电池在测试中，该条件下未改性的石墨烯光电转换效率及电池性能最佳。⑵探究40nm和80 nm金纳米粒子在玻璃基底上的光学行为，得出在电磁场中金纳米粒子之间存在等离子体共振效应。利用玻璃基底上的金纳米粒子的消光系数（包括金纳米粒子的吸收系数和散射系数）的改变，研究金纳米粒子表面等离子体共振与金纳米粒子粒径和间距之间的关系，以确定最佳的金纳米粒子间间距和粒径。对于40 nm金粒子，粒子间间距小于100 nm，等离子体共振增强作用较强，对于80 nm金粒子，粒子间间距小于200nm，等离子共振增强作用较强。⑶利用时域有限差分法（finite difference time domain, FDTD）计算机模拟方法模拟太阳光条件下，增加银纳米粒子前后石墨烯/硅基底上光的吸收及反射的等光学行为的变化。结果显示添加银纳米粒子后，进入石墨烯/硅基底的光强度增加了4.5％（波长为520 nm处），对光的反射减少了12.7%（波长为408 nm处）。⑷对石墨烯/硅异质结太阳能电池进行铂、金粒子等金属粒子改性，其中铂粒子改性前后电池的光电转换效率提高了1.4倍（从4.15%提高至10.02%），开路电压和短路电流有明显的提高，电池的填充因子提高了0.25倍（由0.464提高至0.520）。以上参数表明在石墨烯改性后太阳能电池的性能更加优异。