铜铟镓硒（CIGS）和碲化镉（Cd Te）是薄膜太阳能电池的代表,具有出色的光电转换效率和良好稳定性。但由于铟（In）、镓（Ga）和碲（Te）属于稀有元素,且镉（Cd）元素存在一定的毒性,因此CIGS和Cd Te薄膜太阳能电池的发展受到了限制,寻找新的吸收层材料成为亟待解决的问题。近年来,铜锑硫（CuSbS₂）和硒化锑（Sb₂Se₃）因元素含量丰富、光吸收系数高、无毒环保、熔点低等特征而被视为优良的光吸收层材料。本论文主要工作为制备并研究CuSbS₂薄膜及其太阳能电池,开发该类电池的主要目的是替代CIGS电池。我们通过喷雾热解金属氯化物水溶液,再进行硫化制备CuSbS₂薄膜,获得了具有良好结晶度的纯相结构。系统地研究了CuSbS₂的结构、光学和电学性质,重点研究了制备过程中硫化温度的影响,确定了400℃的最佳硫化温度,最终成功制备出带隙为1.53 e V的P型CuSbS₂半导体薄膜。首次研究了CuSbS₂在低温下的导电机制,我们发现温度高于140K时,CuSbS₂薄膜的导电机制主要由受主激发和最近邻跳跃（NNH）决定,而温度低于140K时,电导率主要受可变范围跳跃（VRH）的影响。在对CuSbS₂薄膜电学性质充分研究的基础上,我们通过磁控溅射沉积钼（Mo）背电极,化学水浴沉积硫化镉（Cd S）缓冲层,磁控溅射沉积本征氧化锌（i-Zn O）和掺铝氧化锌（Zn O:Al）窗口层,印刷制备银（Ag）电极,最终得到了基于玻璃/Mo/CuSbS₂/Cd S/i-Zn O/Zn O:Al/Ag结构的CuSbS₂薄膜太阳能电池,其光电转换效率为0.34%,是目前喷雾热解法制备该类电池的最高效率。除了开发用于替代CIGS的CuSbS₂电池之外,本论文还开发了用于替代Cd Te的Sb₂Se₃电池。我们采用共蒸发法在富硒（Se）环境下蒸发Sb₂Se₃和先喷雾热解再硒化的两种方法制备Sb₂Se₃薄膜,将基于共蒸发法制备的Sb₂Se₃薄膜制作为电池的吸收层,并通过化学水浴沉积Cd S缓冲层,热蒸发沉积金（Au）电极,最终制备了FTO（Sn O₂:F）/Cd S/Sb₂Se₃/Au结构的光电转换效率为3.93%的Sb₂Se₃薄膜太阳能电池。此外,我们还通过旋涂二氧化钛（Ti O₂）制备Ti O₂/Cd S双缓冲层Sb₂Se₃薄膜太阳能电池。