黄铜矿结构的铜铟硒（CIS）和铜铟镓硒（CIGS）半导体材料具有吸光系数高、带隙可调控、性质稳定等优点,是薄膜太阳能电池理想的吸收层材料。目前商业化的CIS与CIGS太阳能电池均由真空法制备,所需生产设备昂贵,制备工艺复杂,其应用受到较大限制。为了满足大规模工业化生产的需求,非真空法被开发利用。前驱体溶液法作为一种非真空法,具有制备成本低、工艺简单可控、材料利用率高以及薄膜组分可精确控制等优点,大规模生产潜力较大。但是,前驱体溶液法在工业化生产的应用上还存在许多问题,包括:（1）所用溶剂不能完全满足工业化生产的需求;（2）前驱体膜的沉积多在惰性气体中进行,在常规环境（空气）中沉积的研究较少;（3）前驱体溶液路径晶粒生长机制缺失,无法为进一步提高电池性能提供可行策略;（4）面向柔性太阳能电池研究不足。为了解决上述问题,本论文开展了以下几个方面的工作:（1）前驱体膜退火氛围对吸收层薄膜及电池性能影响研究。首次以成本低、毒性小、工业应用广的N-甲基-吡咯烷酮（NMP）为溶剂,以Cu Cl、In Cl3·4H2O和硫脲（TU）为前驱体化合物,配制了澄清透明、稳定性好的CIS前驱体溶液,并分别使用该前驱体溶液在空气与惰性气体（即氮气）氛围中沉积前驱体膜,研究在两种氛围中退火对吸收层薄膜与电池器件的影响。实验结果表明,在空气中沉积前驱体膜可促进其内部的有机物分解,使前驱体膜在高温硒化中形成晶粒更大、排列更致密、表面粗糙度更小的吸收层薄膜。与氮气氛围退火相比,经空气氛围退火制备的CIS薄膜具有更低的乌尔巴赫能量（EU）、更小的带隙(σopt)和静电势波动（γg）,获得的CIS太阳能电池器件具有更小的二极管理想因子（A）、更低的开路电压损失(Voc,def)和更好的光电性能。（2）前驱体溶液路径晶粒生长机制研究。以上述NMP前驱体溶液为例,分别在贫铜（Cu/In=0.9）、化学计量比（Cu/In=1.0）和富铜（Cu/In=1.1）组分下制备前驱体膜,研究这些前驱体膜在高温硒化中的物相、形貌、组成及其光电性质变化规律。实验结果表明,基于前驱体溶液路径制备的前驱体膜具有黄铜矿结构,在硒化中的晶粒生长遵循直接相变机制,即以Se取代S的方式从硫化物直接转化为硒化物。研究同时发现,Cu/In比与晶粒生长速度呈正相关。当Cu/In比越高,晶粒生长速度更快,所需的硒化时间更短,形成的吸收层薄膜更致密、更光滑,缺陷也更少。此外,直接相变机制表现出对Cu/In很高的耐受性,可在接近化学计量比的条件下制备质量更好的吸收层薄膜,而不产生Cu2-xSe残留。基于直接相变机制的特性,通过对前驱体溶液组分进行优化,在Cu/In比为0.93的条件下获得了效率达13.6%的CIS电池器件。（3）面向柔性太阳能电池研究。对目前有望用于黄铜矿太阳能电池卷对卷生产的钼箔与聚酰亚胺（PI）两种柔性基底分别进行了研究,并给出相应的可行策略。针对钼箔基底易导致Mo Se2过厚的缺点,通过空气退火处理钼箔、在钼箔上溅射新的钼层等方式进行优化,大幅降低了Mo Se2的厚度,获得效率为5.75%的柔性电池器件,随后通过钠掺杂将柔性电池的效率进一步提升至6.47%;针对PI基底耐热温度低的特点,基于上述对晶粒生长机制的认知开发了前驱体膜结构工程,实现了CIS电池的低温制备方法。结构改良后的前驱体膜在低温硒化（450°C）中生成了适量可促进CIS晶粒生长的Cu2-xSe,提高了相应吸收层薄膜质量与电池性能。通过前驱体膜结构工程,在低温条件下制备的CIS电池效率从3.83%提升至6.13%,表明了该成果对后续开展PI基底柔性电池的制备研究具备一定指导意义。