近年来,硅微纳米线因其优异的物理、化学性质受到了人们的广泛关注。相对硅纳米线阵列(SiNWAs)而言,硅微米线阵列(SiMWAs)亦有着优异的光吸收能力和高效的载流子收集效率,可发展成廉价、高效、稳定的太阳能电池。此外,大间距、形貌可控的硅微米线有利于外包覆层的完全渗透,形成良好的P-N结或异质结,提高器件的光电转换效率。然而,对于如何得到大间距、大比表面积形貌均匀的硅微米线,以及如何构建硅微米线双层光吸收体系以提高器件的光电性能仍然有大量工作有待深入研究。本论文主要通过金属辅助化学刻蚀法制备了形貌有序的硅微米线阵列,研究了化学刻蚀过程中金属催化剂薄膜的迁移及化学刻蚀机理。在硅微米线阵列的基础上,构建了金属纳米颗粒表面修饰和金属氧化物表面钝化的硅基光电化学电池、硅微纳米线/金属氧化物光解水体系并评估了它们的光电化学性能。本论文取得的主要研究成果总结如下:1.采用金属辅助化学刻蚀(MACE)法,优化刻蚀条件制得了形貌均匀、直径4μm、周期8μm、长度达到72μm的有序硅微米线阵列,研究了金属催化剂种类、厚度、氧化剂浓度、刻蚀温度及刻蚀时间对硅微米线形貌的影响。结果表明,低温和高浓度的氧化剂有利于金属催化剂薄膜的稳定迁移,制备大比表面积的硅微米线阵列。该方法操作简单、成本低、可控性强,制备的大间距、大比表面积的硅微米线阵列可以构建有机/无机杂化太阳能电池,提高器件的光电转换效率。2.基于硅微米线阵列构建了一种Pt纳米颗粒表面修饰和TiO₂表面钝化的光电极体系(TiO₂/Pt@Si MWAs),研究了光电极的光电化学性能。通过Pt纳米颗粒表面修饰和TiO₂表面钝化,光电极的光电化学响应提高了³0%,30min内光电极饱和光电流密度的衰减度从⁸8%降低至¹.5%,增强了光电极的性能稳定性。3.采用沉积-退火法制备了高质量的赤铁矿(?-Fe₂O₃)薄膜,研究了赤铁矿复合光电极体系的光解水性能。结果表明,?-Fe₂O₃/Si NWs光电极相对于Si NWs光电极具有更高的光电流密度,通过对?-Fe₂O₃薄膜进行锡掺杂,可以有效提高其空穴收集效率及光电流密度。在电解液中引入空穴清除剂(H₂O₂)后,光电极的光电流密度先增大后减小,揭示了赤铁矿光阳极严重的表面复合和较短的少子寿命。