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铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2，简称CIGS）太阳能电池由于其具有成本低、性能稳定、抗辐射能力强及光电转化率高等优点，被称为最有前途的廉价太阳能电池之一。CIGS太阳能电池无论是在民用上还是军用上，都有广阔的应用前景。为了进一步发展CIGS太阳能电池，降低生产CIGS太阳能电池的成本意义重大。其中制备高效率CIGS电池和降低CIGS制备过程中衬底温度是降低成本的两个重要的手段。基于上述背景，本文从优化CIGS电池中的Ga的梯度分布角度出发，研究共蒸发法CIGS制备过程中各工艺参数对Ga梯度分布的影响，在此基础上通过主动调节的方法，以期人为的去改变和控制CIGS电池中Ga的梯度分布，从而提高CIGS电池性能和降低CIGS电池制备过程所需的衬底加热温度。本论文主要分为三部分，具体内容如下：第一部分主要是研究工艺参数，如Ga/[In+Ga]、Cu/[In+Ga]的组分比和衬底温度的选定等，对Ga在CIGS吸收层的空间梯度分布及CIGS电池性能的影响。研究表明，为得到合适的Ga的梯度分布和高的CIGS电池转换效率，Ga/[In+Ga]含量控制在0.30-0.38之间，Cu/[In+Ga]含量在0.91-0.95之间，衬底温度选择在高温540℃。第二部分为常规高温衬底工艺下，通过人为的主动控制方法，优化CIGS吸收层中Ga的梯度分布。人为的主动控制Ga梯度分布主要是通过改变Ga、In金属源的蒸发顺序和蒸发时间来实现。实验发现，高温工艺下CIGS吸收层中Ga/[In+Ga]的V型梯度分布已经在一个较合适的区域附近。要使电池效率得到提高，可使现有V型梯度分布变得稍微平缓。实验中是通过在第一步蒸发工艺中先蒸发1.5min的In，然后共蒸In和Ga，最后只蒸发1.5min的Ga来实现这种平缓的Ga的梯度分布。经优化的CIGS太阳能电池的效率在无MgF2减反层的情况下高达17.42%。第三部分为低温衬底工艺下，通过人为的主动控制方法，优化CIGS吸收层中Ga的梯度分布。人为的主动控制Ga梯度分布主要是通过改变蒸发法中第一步In、Ga的开启顺序和蒸发时间以及改变第三步中Ga蒸发温度来实现。实验中发现第一步中先蒸发In最后蒸发Ga以及第三步中适当提高Ga蒸发温度，可以避免了低温工艺中Ga在Mo背面聚集的消极影响和提高CIGS吸收层近表面Ga的含量分布，改善了电池的Voc、Jsc和FF,从而提高低温工艺制备的CIGS电池的效率。同时，实验发现，通过优化CIGS吸收层中Ga的梯度分布，在低温生长条件下同样也可以得到高温条件下好的CIGS薄膜结晶质量。在衬底温度为470℃的低温生长条件下，制备出了效率为15.0%的CIGS太阳能电池，此效率在低温生长CIGS电池效率中处于世界较高的水平。