铜锌锡硫（Cu₂ZnSnS₄,CZTS）因地球储量丰富、环保无毒、光吸收系数很高(>10⁴ cm^-1)且带隙接近单节光伏电池的最优带隙,被认为是理想的光伏材料。本文基于傅里叶变换红外光谱仪,利用吸收光谱、反射光谱、光致发光光谱和光电流谱系统地研究了CZTS半导体的带边电子结构和本征缺陷能级,为制备更少缺陷的CZTS半导体提供理论指导。同时利用X射线衍射、光谱表征和J-V特性测试研究了锡组分的变化对铜锌锡硫薄膜结构、缺陷、能带带尾以及铜锌锡硫光伏电池输出特性的影响。得到如下结论:1)高浓度的电中性缺陷簇[2_（59）+9)_（59）]使得CZTS半导体的禁带宽度减小,吸收光谱和反射光谱显示CZTS半导体光学带隙约为1.33 eV。光致发光光谱显示CZTS半导体含有高浓度的带尾态,发光峰相对于光学带隙发生红移,同时在价带尾上方约80 meV处存在_（59）受主缺陷带,并且确认禁带内存在深能级施主缺陷簇[_（59）+9)_（59）],位于价带尾上方约0.84 eV。2)X射线衍射、光谱表征显示贫铜富锌缺锡的样品薄膜质量更高,深能级施主缺陷簇[_（59）+9)_（59）]、带尾态浓度最小,且中性缺陷簇[2_（59）+9)_（59）]浓度也最小,迁移率隙更接近理论禁带宽度,所以在贫铜富锌的组分下,适当减小锡组分,能够有效抑制与9)_（59）有关的缺陷簇,优化CZTS半导体带边电子结构。J-V测试也显示较小的锡组分,可以抑制与9)_（59）有关的缺陷簇,从而提高开路电压和短路电流密度。同时在锡较多的样品中深能级缺陷簇浓度增大,导致载流子复合和热激发的几率增大,使得光伏电池二极管理想因子和反向饱和电流密度增大。