铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池效率高、稳定性好,是有希望实现大规模应用的低成本薄膜太阳能技术之一。目前商业化的CIGS电池皆由真空法制备,无法充分发挥薄膜太阳能电池成本低的优势,导致市场占有率低。通过溶液法制备CIGS有望解决制约CIGS大规模商业化的成本因素。考虑到溶剂本身的生产成本及其可能带来的环境问题,溶液法最理想的溶剂是水。本文致力于通过水溶液法制备高效率的CIGS薄膜太阳能电池。为了解决水溶液中金属离子的稳定性问题,避免源自未配位金属离子和退火过程中氧化导致的杂质,我们以铜硫脲配合物（Cu TU₃Cl）和铟硫脲配合物（In TU₃Cl₃）为原料配制前驱体溶液,配合物中金属-硫键在水溶液中稳定存在,避免了金属离子的水解。以上述配合物溶液制备铜铟硫硒（CISSe）薄膜和太阳能电池,并通过镓的引入和钾掺杂来优化电池性能。本文的研究内容及结论如下:（1）研究了前驱体溶液化学及由前驱体到吸光层薄膜的转变过程。结果表明以Cu TU₃Cl和In TU₃Cl₃为原料在水溶液中所有金属离子都直接与硫脲中的硫配位,能有效稳定In³⁺和Cu⁺,溶液中的金属-硫键在退火过程中直接转化为前驱体硫化物中的金属-硫键,避免了源自未配位金属离子的杂质和反应副产物对薄膜生长过程的影响,可促进硒化物薄膜的形成和结晶。以两种配合物为原料制备了纯净无杂相、大晶粒致密堆积、表面光滑平整的高质量CISSe薄膜。（2）水溶液法制备CISSe薄膜太阳能电池。探索前驱体原料、铜铟比和硒化压力对电池性能的影响,研究器件稳定性。通过水溶液法获得了光电转换效率超过12%的CISSe薄膜太阳能电池,该电池的开路电压和填充因子与真空法制备的电池不相上下,是非真空法制备的高效率CIGS薄膜太阳能电池之一。（3）通过镓的引入和钾掺杂优化水溶液法制备的吸光层薄膜性质。通过镓的引入提高带隙,有效提高了电池开路电压,降低了开路电压损失;钾掺杂显著提高了电池的开路电压。本论文提供了一种绿色环保、低成本制备高质量薄膜太阳能电池吸光层材料的新方法,不仅将水溶液法制备的CISSe电池性能提高到了可与真空法媲美的水平,而且该方法可推广到其它硫族化合物材料的制备。