硒化锑（Sb₂Se₃）因其具有较高的光吸收系数、合适的带隙（～1.2 eV）、成本低廉、储量丰富、环保无毒等优点,未来可能成为新型的代替碲化镉（CdTe）薄膜太阳能电池的理想吸收层材料。目前制备Sb₂Se₃太阳能薄膜电池的方法有很多种,采用近空间升华方法制备的substrate结构Sb₂Se₃太阳能电池的最高效率已经达到9.2%,但距薄膜太阳能电池中试要求15%的效率仍有距离,有必要对Sb₂Se₃薄膜太阳能电池进行更加深入的研究。本论文采用VTD（Vapor transport deposition,气相输运沉积）法制备了Sb₂Se₃薄膜,得到了较大晶粒的Sb₂Se₃薄膜并制备了相应的太阳能电池器件,初步探索了器件的光伏性能,本论文主要由三个方面组成:1.Sb₂Se₃薄膜的制备:采用VTD方法在不同的基底上制备了Sb₂Se₃薄膜,初步研究了VTD生长Sb₂Se₃薄膜的机理。由于Sb₂Se₃具有很强的各向异性,在glass/Au基底上,Sb₂Se₃择优取向为[371],在glass/Al基底上,Sb₂Se₃择优取向为[430],在FTO,FTO/ZnO,FTO/SnO₂,FTO/TiO₂,FTO/CdS基底上,择优取向为[221]。2.制备了superstrate结构的Sb₂Se₃薄膜太阳能电池（结构为FTO/CdS/Sb₂Se₃/Au）,并对其制备工艺进行了优化,重点研究了基底倾角、蒸发源-基底距离等对Sb₂Se₃薄膜电池效率的影响,优化后器件最高效率为3.8%。3.通过在FTO上增加氧化物高阻层可以有效改善Sb₂Se₃薄膜太阳能电池的界面,实验发现喷雾热解法制备的SnO₂比TiO₂高阻层更有效,优化后器件效率增加到4.43%。此外降低CdS的厚度可以减少其吸收损失,从而进一步提高器件的效率,最终在化学浴时间为13 min30 s时,器件的平均最高效率为5.25%。其中的冠军电池效率为6.14%,具体参数为V_oc=0.391 V,J_sc=28.66mA/cm²,FF=54.91%。本文提出了Sb₂Se₃薄膜太阳电池中存在漏电通道和弱二极管区域及其形成机制,在器件中加入SnO₂高阻致密层减少漏电通道,并通过减少缓冲层CdS厚度有效减小界面复合,从而提高太阳能电池的效率,本论文将为Sb₂Se₃薄膜太阳能电池效率的提升提供一定的指导意义。此外,VTD这种方法制备Sb₂Se₃薄膜太阳能电池可重复性好,并且工艺简单、成本较低、无毒、可工业化应用,将为制备低成本、高效率的太阳能电池提供了一条可行的路径。