钙钛矿太阳能电池因性能优越受到世界范围内的瞩目。十年间,单结钙钛矿太阳能电池的转换效率从约3.8%快速提升到约24.2%。进一步提高转换效率,除了需要继续改进材料自身性质和制备工艺,还需要解决相当部分的太阳光不被充分利用的问题。本论文将纳米结构引入100 nm厚的CH₃NH₃PbI₃层,利用基于有限元方法的COMSOL Multiphysics对其进行仿真优化,寻找增强光吸收的途径。主要内容如下:1.研究没有任何纳米结构的CH₃NH₃PbI₃薄膜（简称“平板钙钛矿”）中的光吸收。在此基础上,设计正弦曲面纳米结构,优化其正弦振幅和周期,发现理想转换效率可达19.0%,比平板钙钛矿提高约24%。2.在CH₃NH₃PbI₃薄膜上设计圆柱孔阵列,发现全波段光吸收增加。通过优化周期和填充因子,理想转换效率可达28.5%,比平板钙钛矿增强约86%。3.选取周期为800 nm的系列圆柱孔阵列,引入正弦曲面,形成圆柱孔-单个正弦曲面复合纳米结构和圆柱孔-双侧正弦曲面复合纳米结构,并对两者的正弦振幅和圆柱孔填充因子进行优化。研究发现,圆柱孔-单个正弦曲面复合纳米结构的理想转换效率最高可达26.8%,比平板钙钛矿提高约75%,但比圆柱孔阵列中最高理想转换效率低约6%。正面和背面入射时,圆柱孔-双侧正弦曲面复合纳米结构中理想转换效率最高分别达约32.7%和33.1%,比圆柱孔阵列中最高理想转换效率分别提升约18%,比平板钙钛矿分别增强约114%和116%。这些结果表明纳米结构可以显著增强钙钛矿太阳能电池光吸收,对进一步提高其效率和提升其环境友好性具有很好的参考意义。