铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2,简称CIGSe）薄膜太阳电池因具有成本低廉、绿色无毒、光吸收系数高、带隙可调、电池转换效率高等特点,受到广泛关注,目前采用真空法获得的最高转换效率为23.35%,是最有发展潜力的太阳电池之一。电沉积法制备CIGSe薄膜具有设备成本低、工艺简单、材料利用率高等优势,是目前研究高效低成本CIGSe薄膜太阳电池的主要方向。然而,电沉积法制备CIGSe薄膜太阳电池的最高效率仅为17.3%,还存在许多问题需要解决,如电沉积制备Cu薄膜粗糙度较大、均匀性难以控制,后硒化工艺容易造成Ga向背部聚集、缺陷较多,CIGSe薄膜表面带隙较低,CIGSe/Cd S界面复合严重等。本论文针对上述问题展开系统研究,取得的具体成果如下:预置层制备时,Cu薄膜表面粗糙度受脉冲电沉积参数限制易出现“树枝状”团簇,造成元素分布不均匀,同时影响后续In和Ga薄膜的沉积。本论文采用双向脉冲电沉积法制备光滑致密的Cu薄膜,利用反向脉冲将沉积层的毛刺溶解掉,改善形状复杂的镀层结构,从而起到平整作用。同时,引入新型的电沉积金属预置层的结构（Mo/Sb/Cu/In/Ga）,使光滑、均匀的Cu薄膜可以在一个较宽的脉冲条件(脉冲频率为1000～10000 Hz、电流密度为31.25～62.5 m A cm-2)下获得,拓宽了Cu薄膜的沉积条件,并突破常规预置层结构可制备出的0.70μm厚CIGSe薄膜的极限,成功制备出0.36μm厚超薄CIGSe太阳电池。研究还发现Sb掺杂使CIGSe薄膜展示出良好的结晶、优异的界面性能。最终,0.36μm和1.20μm厚CIGSe电池获得的电池效率分别为5.25%和11.27%。本文提出了采用快速高温脉冲硒化的方法进行后硒化,使用卤素灯脉冲照射的方式对薄膜表面加热,可使薄膜表面温度迅速升至800℃,同时不损坏钠钙玻璃衬底。研究了脉冲硒化的反应机制,脉冲硒化加速表面CIGSe相的生成,使CIGSe薄膜表面Ga含量增多,缓解Ga向CIGSe薄膜背部聚集的现象,制备出有利于载流子收集的背场。此外,脉冲硒化有利于降低CIGSe电池的背部势垒,钝化深能级缺陷,优化电池性能。最终在4个脉冲周期照射的条件下获得的CIGSe电池效率为12.35%。为改善CIGSe薄膜表面带隙低、CIGSe/Cd S界面问题,采用旋涂法在制备好的CIGSe吸收层表面旋涂Ga Cl3、KSCN、Ga Cl3+KSCN溶液,进行展宽表面带隙及碱金属K+掺杂的研究。Ga Cl3溶液处理的CIGSe薄膜表面Ga含量增加,使CIGSe薄膜表面导带最小值提升,降低CIGSe/Cd S界面导带失调值（CBO）,改善界面特性。KSCN溶液处理的CIGSe薄膜可以有效实现碱金属K+的掺杂,使载流子浓度明显增加,并且CIGSe薄膜表面价带最大值下移,形成空穴的传输势垒,降低界面复合。此外,通过上述两种方式的共同处理,使CIGSe薄膜表面Ga含量增加且薄膜内K+含量也明显增加,相比KSCN溶液处理的CIGSe薄膜内K+含量也略有增加,载流子浓度增加一个数量级。Ga Cl3和KSCN溶液共同处理可以同时实现导带最小值上移、价带最大值下移,更能有效降低界面复合,Ga Cl3和KSCN溶液共同处理后还可以钝化深能级缺陷形成浅能级替位缺陷KCu或KIn。通过Ga Cl3和KSCN溶液共同处理后制备的CIGSe器件最高电池效率为13.5%,电池效率的提升主要是由于开路电压有较明显的提升,从532 m V增到610 m V。为进一步拓宽CIGSe薄膜表面带隙,首次采用溶液法将In2S3薄膜旋涂制备在CIGSe薄膜表面,在烘干过程中元素发生了扩散:CIGSe吸收层中Cu向外扩散进入In2S3薄膜中形成Cu In5S8,In2S3薄膜中的S向CIGSe薄膜中扩散。因此在CIGSe表面形成了贫Cu层,改变In2S3薄膜的厚度可以改变CIGSe表面贫Cu层的厚度。测试发现,经In2S3处理后CIGSe薄膜表面发生反型由p型转变为n型,这有利于降低界面复合,改善CIGSe/Cd S界面特性,提升电池性能。此方法不仅使用于电沉积后硒化法制备的CIGSe电池,同样适用于其它后硒化方式关于改善CIGSe表面状态的研究。最终通过KSCN和In2S3共同处理CIGSe薄膜后的初步研究发现,碱金属K+可有效掺入,载流子浓度也有明显提升,获得的CIGSe电池效率为14.35%。