二硫化钼（MoS₂）是一种新型类石墨烯二维半导体材料,MoS₂因具有独特物理、光学和电学特性,成为新型半导体材料的研究热点。单层MoS₂是直接带隙结构,具有很高的载流子迁移率和光吸收率,使其在半导体器件和光电子器件领域具有非常广阔的应用前景。使用HCS Chemistry软件模拟水热反应,采用控制变量法研究了各组分的添加量对水热反应生成物的影响,优化的参数是当Mo⁶⁺、S与N₂H₄配比为1:2:1.5时,可以获得高纯度反应产物MoS₂。采用（NH₄）₂MoO₄、S和N₂H₄为反应物成功制备了MoS₂,研究了温度和反应物浓度对MoS₂结构和形貌的影响,采用Raman光谱、XRD和SEM对MoS₂进行了表征,结果表明温度和浓度与纳米片的尺寸和结晶度成正比、与MoS₂的单位体比表面积成反比。将水热反应制备的MoS₂旋涂在陶瓷片上制备了MoS₂薄膜,采用Raman对MoS₂薄膜进行了表征,结果表明MoS₂薄膜是由多个单层MoS₂薄膜晶粒组成。同时采用常压化学气相沉积（CVD）法以MoO₃和S为反应物制备了单层MoS₂薄膜,并利用光学显微镜、Raman、PL和AFM对薄膜的晶体结构进行了表征,结果表明CVD制备的MoS₂薄膜具有单层直接带隙结构,且具有良好的结晶性。设计了同质结和异质结结构的基于MoS₂薄膜的太阳能电池,将水热法制备的MoS₂薄膜转移至p-Si上,制备了n-MoS₂/p-Si异质结太阳能电池,太阳能电池的光电转换效率为0.057%。采用氧等离子体注入法对CVD法制备的MoS₂薄膜成功进行了有效的P型掺杂,并制备了n-MoS₂/p-MoS₂同质结太阳能电池,太阳能电池的光电转换效率为0.033%。