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目前，化合物类GaAs、CdTe和CuInxGa1-xSe2(CIGS)太阳能电池已经用于商业化，其中CIGS太阳能电池的效率最高，已经接近多晶硅太阳能电池的转换效率。但是CIGS薄膜所含的铟是稀有元素，且铟会随着储量减少价格上升。 Cu2ZnSnS4(CZTS)和CIGS材料结构相似，且其具有组成元素Cu、Zn、Sn和S储量丰富，无毒，价格低廉，带隙可调，吸收系数高(约104cm-1)等特点，使CZTS薄膜成为最有潜力的太阳能电池吸收层材料之一。其中，在柔性衬底上制备的CZTS薄膜还具有便于运输、能弯曲、质量轻的特点。但是迄今为止，对CZTS薄膜太阳能电池还缺少系统的研究，其实际转换效率(约12％)与理论转换效率(约32%)相差较大，且柔性CZTS薄膜的转换效率更低。因此，还需进一步优化制备工艺、提高薄膜质量。 本论文采用在柔性金属Mo衬底上磁控溅射Cu-Zn-Sn金属预制层后续硫化法制备柔性CZTS薄膜。研究不同的Cu含量、预热处理温度对CZTS薄膜的组成成分、表面形貌、晶体结构及光学性能的影响。且初步研究了不同柔性金属衬底对CZTS薄膜的影响。论文得到以下研究结果： 通过调节Cu靶材的溅射时间，研究不同Cu含量对柔性CZTS薄膜的影响。随着Cu溅射时间的增加，CZTS薄膜中Cu元素含量明显上升。适当的增加Cu含量有利于得到具有单一相且结晶度好的CZTS薄膜，但继续增加Cu含量，使得Cu/(Zn+Sn)的值接近1时，CZTS薄膜中会出现含Cu的二级相。所有薄膜样品都呈锌黄锡矿(kesterite)结构，且沿着(112)晶面择优生长。随着Cu含量的增加，在一定程度上使得CZTS光学带隙增加。在Mo衬底上依次溅射Zn、Sn、Cu靶材对应溅射时间分别为92s、600s、220s，硫化温度为500℃时，制备的CZTS薄膜质量较好。其光学带隙为1.55 eV，吸收系数在104cm-1以上，薄膜与Mo衬底附着力好，表面致密均匀。 利用将优化工艺制得的CZT金属预制层进行硫化热处理，通过调节完全硫化前的预热处理温度，研究制备CZTS薄膜硫化过程中最佳的预热处理温度。在完全硫化前经过一段时间的预热处理有利于金属间形成合金化合物，能够在一定程度上减少硫化热处理过程中的Sn元素的流失，使得薄膜的表面平整、致密、分布均匀，且颗粒较大。可以发现，经过预热处理温度比未预热处理制备的CZTS薄膜质量好。研究了不同预处理温度的影响，当预处理温度过低，各金属元素合金化形成不明显；当预处理温度过高，容易生成其他杂相。当预处理温度为150℃，保温时间为5min，制备出质量较好的CZTS薄膜。 在不同柔性金属衬底上制备CZTS薄膜，对制备的薄膜样品的表面形貌、组成成分和晶体结构进行分析。可以得到，在Ti衬底上制备的CZTS薄膜含有Sn2S3相，薄膜表面不平整。在Mo和Al衬底上的CZTS薄膜不含其他杂相，且在Mo衬底上的薄膜具有良好的致密性，颗粒较大，与衬底附着力良好。而不锈钢衬底上的薄膜为Cu2SnS3结构，且与衬底附着力差。研究了三种柔性金属衬底Mo、Al和Ti与CZTS薄膜的接触特性。衬底Al、Mo、Ti与CZTS薄膜形成了良好的欧姆接触，且Mo、Ti样品的接触电阻都比较小。