本发明公开了一种稀土改性碳纳米管晶硅太阳能电池的制备方法，该方法包括如下步骤：首先，对制好PN结的硅片进行表面羟基化处理，再浸入配制好的氨基硅烷溶液中，在基片表面组装氨基硅烷薄膜；其次，置入三氯氧化磷溶液中，在薄膜表面组装上磷酸基团；然后，将基片置入经稀土改性后的碳纳米管悬浮液，取出后清洗干净，烘干，得到表面沉积有稀土改性碳纳米管复合薄膜的硅片。利用PECVD技术在表面制作一层氮化硅减反射膜，然后印刷正、负电极，制成所述太阳能电池。本发明工艺简单、成本低，适合工业大规模生产，对环境无污染，同时，能很好的改善碳纳米管分散性以及与硅基体的界面结合力，制得高光电转化效率的硅太阳能电池。