煤炭、石油等化石能源的大量消耗与需求已造成了严重的环境问题与社会问题。为了实现资源、环境与社会的可持续发展,人们亟需寻求清洁的可再生能源,太阳能有希望成为未来人类社会主要能源之一。通过太阳能电池的光伏效应,使太阳能直接转变为电能,将是利用太阳能最直接的方式。铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池以其较高的光电转换效率、优秀的稳定性及相对较低的成本引起了人们广泛的关注。在CIGS薄膜太阳能电池中,功能层的质量对电池的性能有着较大的影响。电池窗口层的质量不仅影响着电池在近紫及红外波段的量子效率,同时还左右着电池的串联电阻从而影响着电池的短路电流,而电池吸收层的质量决定了电池pn结的质量进而影响着电池的开路电压。在制作太阳能电池组件时,通常将电池单元以串联后并联在一起以获得较大的输出功率,电池单元的性能差异将导致组件性能变坏。在生产过程中通常会采用刻划的方式,将制得的叠层薄膜分割成小面积电池后进行串并联组装,因此制得组成与性能均匀的薄膜,对制作电池单元及电池组件均有较大的意义。此外,由于在制备CIGS薄膜时需要一定量的稀有元素金属铟与镓,铟资源的短缺将限制CIGS薄膜太阳能电池的商业化发展,而Cu2ZnSnS4(CZTS)以其原材料储量丰富且同样优异的光学、电学性能的特点,成为极具潜力的CIGS薄膜替代材料。本论文分别对CIGS薄膜太阳能电池的CIGS吸收层与ZnO窗口层进行了研究,并试图制备出结构与性能均匀的高质量薄膜,同时还对使用溅射法制备CZTS薄膜进行了一定的探索。论文可分为三大部分,具体内容如下：第一部分主要研究了使用传统的溅射后硒化工艺制备的薄膜太阳能电池吸收层CIS/CIGS薄膜。在实验中系统地研究了使用共溅射法制备金属预制层不同溅射参数并区分出各个溅射参数对薄膜组分及成分的影响程度,从而实现了对金属预制层成分与组分较准确地调控；通过模拟计算的方式,得出了在硒化处理时,预制层表面的温度分布,并以石墨与石英材料为例,研究了硒化反应器材质对硒化过程中预制层表面温度分布的差异；对富铟预制层与富铜预制层的硒化结果进行了细致测试分析,利用模拟计算结果,研究了预制层中的铟参与硒化反应的反应机理与反应历程,并发现在硒化过程中由于CuIn2与Cu11In9及Cu与In扩散系数的差异使得硒化后薄膜表面呈富铟态,同时指出由于对预制层硒化处理时预制层表面各处温度的差异,将导致预制层与环境中Se发生的反应相异,从而造成了制得的薄膜不均匀；通过在硒化前在预制层表面引入外源性Na元素,显著地改善了在溅射后硒化制备CIGS薄膜时在薄膜底部出现的相分离现象,得到了组成均匀的CIGS薄膜,同时Na的引入还有效降低了硒化反应的反应温度。第二部分研究了使用射频溅射的方式直接溅射沉积氧化锌窗口层。实验对射频溅射沉积本征氧化锌的工艺进行了优化,制得高质量的ZnO薄膜,薄膜在可见光波段的平均透过率超过85%；通过对ZnO薄膜的X射线衍射谱(XRD)与略入射X射线衍射(GIXRD)的对比,发现溅射制得的ZnO晶粒呈六方相沿着c轴方向垂直于衬底表面生长,同时在晶粒的顶部形成了(103)晶面,使薄膜中晶粒呈一定的尖锥状；由薄膜的X射线光电子能谱(XPS)测试发现,不同的退火工艺对退火后薄膜中氧空位缺陷的浓度有较大的影响,结合XRD的衍射峰移动推知射频溅射沉积的氧化锌中氧空位将使得氧化锌晶格参数减小；射频溅射工艺制得的掺铝氧化锌薄膜结晶性较好,薄膜平整且在可见光波段透过率接近85%,但其成分、结构、光学与电学性质均存在着不均匀性,研究发现这些这些性能的差异于薄膜晶粒中的铝掺杂,特别是间隙位铝有较大关系,进一步的实验与理论研究表明,薄膜中间隙位铝的差异与薄膜中铝的相对含量变化有关,而铝的相对含量的变化则是由溅射过程中不同空间位置锌与铝溅射产额的差异引起,为了制备性能较均匀的掺铝氧化锌薄膜,可以将衬底置于特定的位置,使用离轴溅射的方式进行薄膜的沉积。第三部分是对溅射后硫化法制备CZTS薄膜的初步探索,尝试了使用共溅射金属靶材的方式制备预制层以避免硫化物对溅射腔体的污染,同时对不同的硫化处理方式、硫化处理时间及温度,以及硫化处理时所用H2S气体的浓度等参数进行了研究；使用KCN溶液与HC1溶液处理制得的薄膜表面以除去硫化后薄膜表面残留的SnS、Cu2-xS、ZnS、Cu2SnS3等杂相后,测得制备出的CZTS薄膜带隙为1.48eV。