随着全球经济的高速发展,人类对于能源的需求不断加大。目前大量使用的化石燃料所带来的环境问题是不可忽视的,因此迫切需要发展储量丰富、清洁、价格低廉的新能源。太阳能作为一种最原始的能源毫无疑问满足储量丰富和清洁的要求,因此制备出价格低廉的太阳能电池是目前人们需要攻克的课题。氧化亚铜（Cu2O）作为一种P型氧化物半导体,具有原材料储量丰富,制备成本低,无毒等优点,引起了人们对其在太阳能光伏领域应用的兴趣。然而Cu2O基太阳能电池的光电转换效率较低,原因在于多晶Cu2O薄膜中大量缺陷的存在导致较低的载流子迁移率和载流子浓度,因此优化Cu2O薄膜制备条件,提高薄膜质量,降低薄膜缺陷从而提高载流子迁移率和载流子浓度是Cu2O基太阳能电池技术发展的关键。本文通过反应射频磁控溅射技术制备了 Cu2O薄膜,并进行了不同氮气气压下的退火,系统研究了氮气退火对Cu2O薄膜结构和光电性能的影响。研究结果发现氮气退火可以提高Cu2O薄膜的结晶质量,抑制CuO第二相的出现。氮气退火可以提高Cu2O薄膜的载流子迁移率。变温霍尔效应测试发现沉积态Cu2O薄膜的载流子迁移率随着温度的上升而上升,表明晶界对载流子的散射机制占据主导地位;氮气退火后,Cu2O薄膜的载流子迁移率随着温度升高先上升后下降,表明载流子输运由晶界散射机制向声子散射机制转变。通过数据拟合发现氮气退火后Cu2O薄膜的晶界载流子输运势垒从54.36 meV降至35.06 meV。X射线光电子能谱（XPS）结果表明氮气退火后,Cu2O薄膜中存在氮分子。研究结果表明氮气退火导致氮分子进入Cu2O薄膜的晶界区域,钝化了晶界缺陷,减少了晶界陷阱态密度,因而减小了载流子晶界散射,进而提高了 Cu2O薄膜的载流子迁移率。本文还研究了氮掺杂温度对Cu2O薄膜结构和光电性能影响。研究结果发现氮掺杂可以改变Cu2O薄膜的择优取向,从高温氮掺杂的（111）取向逐渐转变为低温氮掺杂的（200）取向。同时氮掺杂会明显减小Cu2O薄膜的晶粒尺寸,薄膜致密度随着温度的下降而降低。随着沉积温度下降,Cu2O薄膜载流子浓度逐渐提高,电阻率逐渐减小,电阻率最低为8.48 Ωcm。高温氮掺杂导致Cu2O薄膜的光带隙下降,说明氮掺杂改变了Cu2O的能带结构,氮掺杂过程中氮原子可能取代了氧原子形成了 No。氮掺杂温度为300℃的Cu2O薄膜具有最小的光带隙（2.16 eV）,并具有较高的载流子浓度和较低的电阻率。氮气退火导致分子氮进入Cu2O薄膜的晶界位置,起到钝化晶界的作用,提高了 Cu2O薄膜的载流子迁移率;而氮掺杂导致氮原子进入Cu2O晶格内部,可以提高Cu2O薄膜的载流子浓度并降低光带隙。因此氮气退火和氮掺杂均可作为提高Cu2O薄膜光电性能的有效手段。