太阳能作为一种清洁和可再生能源,将会是当今环境污染和能源危机的解决方法。光伏设备在全世界得到了广泛的研究。光伏设备作为一种捕获光能的方法,能够直接把光能转换为电能。为解决全球能源短缺问题提高太阳能电池的效率和降低成本是必要的。因为亚波长结构的特征尺寸小于波长,它的反射率、透射率、偏振特性和光谱特性等都显示出与常规衍射光学元件截然不同的特征,所以将亚波长结构应用于太阳能电池的陷光增效领域。基于上述背景,本文利用有限元软件Comsol Multiphysics系统研究了周期排布的氮化硅纳米锥阵列、随机排布的氮化硅纳米锥阵列、阳极氧化铝膜、银纳米半球阵列以及它们的混合结构的陷光性能和亚波长结构对电池短路电流密度的影响,为今后用于光伏电池增效的亚波长结构的制备和应用奠定了良好的基础。首先,采用Comsol Multiphysics仿真软件以砷化镓为衬底,在砷化镓表面设计和构建氮化硅纳米锥阵列,对其反射率、吸收率进行计算,并和相同衬底厚度的构建了氮化硅纳米柱阵列的电池作比较。其次,优化氮化硅纳米锥阵列电池的结构参数。周期性结构参数确定下来后,在此基础上,研究在一定范围内,氮化硅纳米锥阵列的直径、高度、位置随机性改变对电池整个性能的影响。最后,又设计了一种结构更复杂的混合结构电池,其电池上层结构为双层抗反射层,下层为银纳米颗粒。通过对比四种不同结构电池的电场分布图,得出混合结构电池的性能最优。再对混合结构电池的结构参数进一步优化,求出最优的电池结构参数值。