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硫族化合物材料是一类结构类型丰富、物理性能多样、应用范围广阔、数量庞大的无机化合物材料，在光电、光催化、发光、热电、热释电、红外、存储、光纤、光敏、光学非线性、化学电池、离子导体、透明电极、机械润滑、生物标记等领域具有广泛的应用。本论文面向硫族化合物功能材料在能量转换器件中的应用，聚焦全固态锂离子电池(电能-化学能转换器件)中的固体锂离子电解质和原型半电池、透明电子器件(电能.光能转换器件)中的关键材料p型透明导电薄膜、太阳电池(光能-电能转换器件)的光吸收层铜铟镓硒(CIGS)薄膜和CIGS薄膜太阳电池原型器件，系统地研究了硫族化合物功能材料的设计与制备、性能的表征与优化、以及CIGS薄膜太阳电池器件的集成工艺，取得了以下创新性进展：
1、针对当前许多离子电导率高的无机固体电解质材料电化学窗口窄的现状，提出了一种包覆复合的材料设计策略——在离子电导率高、电化学窗口窄的固体电解质材料的表面均匀地包覆一层电化学窗口宽、电绝缘性好、并具有较高离子电导率的电解质材料，形成核壳结构的复合固体电解质材料。电化学窗口宽、电绝缘性好的壳层阻断了核与外界发生电子交换，阻止核发生氧化还原反应，提高了核的电化学稳定性，从而有效地拓宽了整个复合固体电解质材料的电化学窗口。基于此设计策略，系统地研究了电化学窗口宽的Li3.25Ge0.25P0.75S4(LGPS)包覆电化学窗口小的Li0.36La0.56□0.08Ti0.97A10.03O3(LLTO)，成功制备了包覆型复合锂离子固体电解质LLTO@LGPS，通过优化包覆层厚度和包覆程度得到复合固体电解质0.80LLTO@0.20LGPS，其锂离子电导率高(1.62×10-4 S cm-1)、电子电导率低(2.38×10-9S cm-1)、电化学窗口宽(>6 V vs Li+/Li)、合成温度低、且环境友好，具有较好的应用前景。
2、针对CIGS薄膜太阳电池光吸收层制备的困难，开发了非真空液相法成功地制备出高性能的CIGS吸光层薄膜，实现了薄膜中Cu、In、Ga、Se化学计量的精确可控，并成功地集成了Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al的原型太阳电池。在CIGS薄膜制备过程中，系统研究了各种不同添加剂及其含量、退火气氛和温度机制对薄膜的微结构与物理性能的影响：对Mo薄膜、CdS薄膜、i-ZnO薄膜和ZnO:Al薄膜的制备工艺进行了探索和优化。
3、针对硫族化合物p型透明导体薄膜化的需要，开发了非真空液相法成功地制备出高性能的p型透明导体BaCu2S2薄膜。所制备的薄膜其p型电导率高达33.6S cm-1，约为文献报道所制备薄膜(17S cm-1)的2倍；在500 nm至800 nm波长范围内的平均透光率可达75％。