目前,能源危机与环境污染是现代社会发展面临的两大难题,新能源技术是有效解决这两大难题的策略。太阳能电池是新能源技术的重要板块之一,纵观太阳能电池发展历程,从硅太阳能电池到铜铟镓硒太阳能电池,再到现在比较流行的钙钛矿太阳能电池已历经数十年的研究。铜铟镓硒因为稀有元素的限制,导致其大规模推广不易实现。钙钛矿太阳能电池由于不稳定性与铅（Pb）的毒性问题,商业化的应用受到限制。因此我们认为开发新型无毒稳定的光伏材料是太阳能电池发展的趋势,无毒稳定的光伏材料以Bi基和Cu基这两类材料研究最为广泛,我们研究了AgBi3I10和Cu2SnS3这两种材料的光电特性。首先,研究的是Ag-Bi-I三元体系材料。Bi基材料由于Bi3+的存在,往往材料具有较大的吸光系数,这一优势促使研究者探索Bi基材料的光电应用。碘铋酸盐化合物因其潜在的电学和光学特性近年来受到研究者的关注,考虑到大部分碘铋酸盐化合物是低维材料,且带隙较宽,通过掺入金属离子能有利于改善它们的半导体特性,从而形成具有三维结构的新型Bi基材料。我们利用Ag+去连接相邻的碘铋酸盐单元以形成具有三维结构的AgBi3I10材料,通过AgBi3I10结构的剖析,材料是基于边共享的[AgI6]和[BiI6]八面体连接的三维结构材料,AgBi3I10材料晶体结构属于R3m空间群,其晶格参数为a=4.3517（?）,c=20.804（?）。材料的光吸收曲线表明材料带隙大约在1.8eV,并且材料本身的光吸收系数约为10~5cm-1。结合TiO2/Al2O3/Ni O/C的电池框架结构,探索了基于AgBi3I10材料为吸光层的太阳能电池的性能,器件效率为1.27%,器件的短路电流为3.34 mAcm-2,开路电压为0.63 V,填充因子为60%。AgBi3I10材料具有良好的热稳定性和空气稳定性,并且器件的稳定性也非常理想。我们的研究显示了新型金属卤化物结构运用在太阳能电池的可能性,目前器件的光伏性能还处于发展阶段,相信对材料的深入研究会提升器件的效率。Cu基材料也是无毒稳定材料体系研究较多的一类,目前无毒稳定的高效光伏材料最为代表的是铜铟镓硒材料。研究者采用锌和锡去代替稀有的铟和镓这两种元素,希望去开发具有类似铜铟镓硒的高效光电特性的新型材料,从而Cu2ZnSnS4（CZTS）材料基于这个研究初衷诞生。由于CZTS的合成过程复杂,稳定相区域较窄,制备CZTS的过程中常伴随二次相的存在,缺陷种类较多,器件效率的提升比较困难。CZTS制备过程常会出现的ZnS这一不利杂相,研究者考虑去除CZTS中的Zn成分,以形成只有三种元素的Cu2SnS3（CTS）,CTS被认为是无毒稳定光伏材料的潜力候选者。为了在竞争激烈的发电市场上开发可持续的光伏材料,应考虑多个参数,例如成本,资源可用性,材料选择和加工过程中的环境限制。大部分制备CTS薄膜都需要高度真空沉积技术,我们的研究内容是开发一种低成本,高能效的非真空沉积工艺（球磨法）去制备初始薄膜,然后将初始薄膜移动至管式炉进行硫化处理以完成CTS薄膜的制备。硫化过程是合成CTS薄膜的关键阶段,在CTS薄膜制备过程中我们系统地研究了合成条件（硫化温度,气氛,时间）对CTS薄膜的影响。我们采用环境友好型的球磨法去研磨Cu2O和SnO这两种稳定的金属氧化物,其中的悬浮液是90 wt%去离子水+10 wt%异丙醇。通过对硫化过程中的各个合成条件研究发现,每个条件都对CTS薄膜的形貌和晶体结构影响较大。研究表明,管式炉环境气体条件为400 mbar Ar+100mbarH2/N2,硫化温度和时间分别为530oC,30分钟时,有利于制备出表面致密,具有单斜方相结构的薄膜。针对CTS薄膜质量较差的问题,我们探索了Surfynol○R104PA表面活性剂加入到前驱体溶液对薄膜质量的影响,研究表明少量的表面活性剂的加入辅助CTS晶粒生长,改善了CTS薄膜质量。我们相信我们的研究为下一步CTS材料器件的制备提供了坚实的基础。