利用纳秒脉冲激光器在常温常压室内环境下扫描刻蚀单晶硅片,通过改变扫描方式和扫描的线间距制备了各种不同结构的黑硅样品,重点研究了扫描方式、扫描间隔、高温吹氧退火时间等对黑硅光致发光(PL)特性的影响,以及不同参量制备的硅表面微结构对光吸收率的影响。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、光学显微镜、拉曼和荧光光谱仪、吸收光谱仪等对制备的黑硅样品形貌、光吸收和PL发光特性进行了检测与表征,获得了吸收率高于90%且具有良好发光性能的黑硅结构样品。研究发现,采用线性扫描方式制备的黑硅样品的PL光谱主要分布在红光波段,而采用正交扫描方式制备的黑硅样品的PL光谱中在近红外900 nm附近有稳定的发光峰;此外,在黑硅样品中还观察到630 nm附近的电子局域态发光,并通过建立对应的物理模型解释了其发光机理。