硫化锑（Sb2S3）是一种廉价、无毒且地球储量丰富的光伏材料,具有吸收系数高、带隙合适等优异的光电特性。20世纪90年代,Sb2S3作为光伏材料被应用于太阳能电池,随着科研人员对这一领域的不断探索,Sb2S3太阳能电池在近十年间迎来了其快速发展的黄金时期。到目前为止,Sb2S3薄膜太阳能电池的光电转换效率最高可达7.5%,在光伏领域引起了越来越多的重视,然而这与理论值仍有较大差距,限制其效率提升的主要原因是短路电流密度较小,这是由质量较差的吸光层和界面缺陷造成的。针对目前Sb2S3薄膜太阳能电池的现状以及存在的问题,本课题基于水热法制备Sb2S3薄膜,做了如下的具体研究工作:（1）制备了SnO2、TiO2和CdS三种电子传输层,对相应的Sb2S3太阳能电池进行了J-V等电学性能测试。结果表明基于SnO2/Sb2S3和TiO2/Sb2S3结构的两种器件效率较低,基于CdS/Sb2S3结构的器件光电转换效率最高,可以达到1.92%,这说明Sb2S3薄膜太阳能电池性能的提升不仅仅依赖于吸光层质量的改善,各功能层之间的协调作用对电池性能的提升同样非常重要。最后对CdS电子传输层的制备方法进行优化,确定了最佳反应时间。（2）对不同实验条件下制备的Sb2S3薄膜的形貌进行分析,结合电池的性能测试,确定出水热法制备Sb2S3薄膜的最佳条件。结果表明退火温度的提高对Sb2S3薄膜的结晶度有着促进作用,在360℃的退火温度下,得到了晶粒大、结晶性好的Sb2S3薄膜;退火升温速率和水热温度对Sb2S3薄膜的生长取向有着调控作用,在10℃/min的退火升温速率和140℃的水热温度条件下,得到了纵向择优生长的Sb2S3薄膜。随后对器件进行了J-V等详细的电学性能测试,结果表明,结晶性的提高以及薄膜的纵向择优生长都有助于提高电池的性能。最后通过对Sb2S3薄膜厚度的进一步优化,在6 h的水热时间下制备出494 nm厚度的薄膜,得到了转换效率为4.75%的Sb2S3太阳能电池。（3）为了进一步提升电池的光电转换效率,探究了Al2O3钝化对Sb2S3太阳能电池性能的影响。使用Al2O3对CdS/Sb2S3界面进行钝化,并对相应Sb2S3太阳能电池的性能进行比较分析。结果表明,Al2O3钝化层能有效地改善电池的界面质量,阻挡了CdS/Sb2S3界面处电子的逆向传输,载流子的复合受到抑制。通过Al2O3的钝化作用,最终获得了5.90%的最高光电转换效率。本论文介绍了一种简单、低成本的方式制备Sb2S3薄膜,并为Sb2S3薄膜太阳能电池的进一步发展提供了技术支持。