铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池具有抗辐射能力强、光电转化效率高、工作性能稳定等特点,是最有发展前景的太阳能电池之一。CIGS光吸收层薄膜的主要制备方法是多源共蒸发法和溅射-硒化法。用共蒸发法制备的CIGS器件的光电转换效率已经达到20.3%,是目前CIGS薄膜太阳能电池的最高转化效率纪录。但是共蒸发法工艺难度大、成品率低、原料利用率低。溅射-硒化工艺不仅可大面制备CIGS薄膜,原材料利用率高,而且溅射法制备的前驱体薄膜致密性高,组分均匀性好,元素的化学配比可调。缺点是硒化工艺耗时长、产率低。鉴于目前CIGS光吸收层薄膜制备工艺的优缺点,本论文创新性的采用磁控溅射CIGS四元化合物靶,并省去后硒化或退火处理,一步法制备CIGS薄膜。在此,对CIGS薄膜的制备工艺进行了较为系统的探索研究,主要研究内容如下:(1)研究了背电极Mo层对CIGS层形貌和结晶性的影响。通过观察不同条件下沉积的Mo层对CIGS层表面形貌、薄膜结晶性的影响,最终确定Mo层的最佳溅射参数。(2)以磁控溅射的衬底温度、溅射气压、靶基距和溅射功率这四个主要参数为出发点,详细研究溅射参数对CIGS薄膜结晶性、表面形貌、薄膜致密度和薄膜生长机理的影响。通过改善溅射参数,最终制备出结晶性好、平整致密的CIGS薄膜。(3)首次观察到CIGS微米柱。在低溅射功率、高溅射气压、高衬底温度条件下沉积的CIGS薄膜会出现直径在几百纳米到数微米的微米柱。通过SEM对CIGS微米柱进行形貌观察,并以此对其生长机理进行了探讨。(4)研究CIGS薄膜太阳能电池的制备工艺,并制备出无镉CIGS薄膜太阳能电池。对制备出的CIGS薄膜太阳能电池的输出特性进行测量,依据输出曲线对电池制备工艺进行评析。