CulnS2是一种非常有潜力的半导体太阳能电池材料,由于其禁带宽度与太阳光谱相当,光吸收系数大,理论转换效率高的特点,引起国内外光伏界的广泛关注。构成P-N结的光吸收层CuInS2薄膜和缓冲层CdS薄膜是CulnS2薄膜太阳电池研究的关键材料。本文主要从低成本制备和环境友好角度出发,旨在探索无镉缓冲层和大面积CulnS2薄膜的非真空制备工艺路线,以期为CuInS2薄膜电池器件的开发和应用奠定基础。论文主要分为三部分,具体内容如下:　　第一部分主要包括无镉缓冲层In2S3薄膜的化学水浴沉积条件探索及其反应机理研究。首先从衬底的预处理着手,采用硅烷偶联剂修饰玻璃衬底,增强了薄膜与衬底的附着力。以柠檬酸为络合剂系统研究了沉积条件对薄膜组成、形貌及光学性能的影响,探索出沉积薄膜的最佳工艺:pH=1-3,T=80-90℃,In3+:Cit-:TAA=1:4:4,ccit-=0.04-0.06mol·L-1。所制备的In2S3薄膜带隙范围大于CdS的带隙宽度(2.4eV),增强了在350-500nm范围内光的透过率。探讨了不同pH值条件下薄膜的形成机理。进而通过控制薄膜沉积时间,可以得到符合实际应用要求厚度的薄膜。　　第二部分主要为CuInS2单分散纳米晶的制备。纳米晶是墨水涂敷法制备CuInS2薄膜的前提和基础,采用高温热注入的方法制备CuInS2纳米晶,考察了热注入温度、不同溶剂和配位剂等对纳米晶尺寸和形貌的影响。由于热注入法本身制备规模的限制,采用乙二醇回流法和溶剂热合成方法,以期实现CulnS2纳米晶的大规模制备,通过添加不同的表面活性剂,考察了不同硫源、不同酸碱性条件对CulnS2的组成及形貌的影响。热注入法制备的纳米晶表面含有有机长链分子,而溶剂热法制备的纳米晶分散性欠佳,进一步采用有机金属前驱体分解的方法制备出单分散且表面不含有机分子的CuInS2单分散纳米晶。　　第三部分是CulnS2薄膜的退火工艺探索及其性能研究。采用热注入法制备的纳米晶表面通常被一些表面活性剂稳定,退火后不可避免会有大量碳残留,本文采用配体交换和硒化退火相结合的方法,降低了纳米晶表面的碳含量,促使CulnS2纳米晶的晶格膨胀,有利于获得大晶粒的薄膜。Se的引入还可以钝化晶界,降低载流子的输运势垒,从而提高薄膜的电导率。这为高温液相纳米晶制备CulnS2吸收薄膜提供了一条路径。此外,采用单源前驱体热解法制备的纳米晶表面不含长链分子,颗粒尺寸更小,烧结活性更高,探讨了纳米晶颗粒尺寸对薄膜烧结的影响。所得薄膜均匀、致密、平整,进一步提高了薄膜的电学性能。