铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池具有性能稳定、效率高及吸收系数高等优点，是最具潜力和市场竞争力的太阳电池之一。而采用非真空法制备CIGS薄膜，设备成本低、原材料利用率高、能源消耗少、生产效率高，更适合大规模工业化生产，是CIGS薄膜太阳电池发展的重要方向之一。因此，本论文采用喷涂法和电沉积法两种非真空方法制备硒薄膜，并以硒薄膜为平面硒源非真空硒化电沉积Cu-In-Ga叠层金属预制层制备CIGS薄膜。　　本论文对喷涂法制备硒薄膜进行了研究，分析和讨论了硒在水合肼中的存在状态，喷涂薄膜表面“斑痕”的形成原因以及衬底温度对“斑痕”的影响，发现在液滴可以及时干燥固化的前提下，衬底温度越低，“斑痕”边缘和中间高度差越小。　　本论文对电沉积法制备硒薄膜进行了系统研究，通过循环伏安测试研究了电沉积硒的反应机理；首次发现溶液中加入GaCl3可以抑制非晶Se产生，促进菱形晶体Se和六方晶体Se的生成，尤其是在较高浓度GaCl3溶液中沉积的具有半导体特性的六方晶体Se更多；发现提高溶液温度使沉积电势正移，有利于晶体Se沉积，并提高电流效率；溶液中加入木质素磺酸钠作为抗凝剂，可以阻止非晶硒颗粒聚集长大，改善硒薄膜表面形貌。　　本论文深入研究了非真空平面硒源硒化电沉积 Cu-In-Ga预制层制备 CIGS薄膜工艺。对真空和非真空条件200℃、300℃合金化结果进行了对比分析：发现无Se条件下提高合金化温度和真空度有利于元素均匀分布，并且合金化后薄膜物相受元素分布影响；含 Se条件下提高合金化温度和真空度会使大量 Se蒸发到衬底生成Cu-Se、In-Se及CuInSe2。对不同条件合金化的薄膜进行了真空、非真空硒化，分析和讨论了合金化及硒化气压对硒化结果的影响：发现高温硒化时，表面硒化相会阻挡Se往薄膜背面扩散，造成Ga在薄膜背表面富集。通过改变平面硒源温度调节硒活性，研究了硒活性对非真空硒化反应过程、CIGS薄膜两相分离、结晶质量的影响：发现提高平面硒源温度可以提高硒活性，进而降低Ga-Se反应阈值，提高Ga-Se反应比例，促进CIGS相的生成，并且可以提高CIGS薄膜的结晶质量。　　本论文将非真空平面硒源硒化电沉积 Cu-In-Ga预制层制备的 CIGS薄膜进行了电池器件的制备，并对不同平面硒源温度下制备的CIGS薄膜电池器件性能进行了比较分析。发现提高平面硒源温度有利于VOC、JSC、FF各项性能参数的提高，从而使电池效率得到提高。本论文采用该非真空硒化工艺制备的CIGS薄膜太阳电池最高效率达到了9.28％，接近本实验室常规真空硒化工艺制备的CIGS薄膜太阳电池效率。