铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池具有成本低、转换效率高、弱光响应好、性能稳定、及可实现柔性化的优点,是当前国际上最具有前景的薄膜太阳电池之一。而重碱金属的后处理（KF-PDT、Rb F-PDT、CsF-PDT）是提升CIGS电池器件性能的关键因素。CIGS电池的最高效率23.35%就是采用重碱金属CsF-PDT实现的。虽然重碱金属的后处理（Alkali-PDT）在提升CIGS薄膜太阳电池效率方面起到了重要的作用,但是其作用机制尚未完全明了。本文主要针对重碱金属CsF后处理（CsF-PDT）提升CIGS薄膜太阳电池的机制进行研究。但是由于目前关于CsF-PDT的研究较少,而KF-PDT的研究数据较多,因此本文首先依据文献报道的KF-PDT的实验数据,通过SCAPS器件仿真初步研究重碱金属后处理提升贫铜（常规）CIGS电池器件性能的关键因素。然后将上述所得的理论分析结果,应用于CsF-PDT作用机制的研究。最后,在对CsF-PDT作用机制了解的基础上,将改进型的CsF的后沉积处理（CsInSe2-PDT）应用于界面复合严重的富铜（非常规）CIGS电池,并实现了对其器件性能的提升。本文具体内容如下:本文采用SCAPS模拟软件,分析了KF-PDT提升贫铜CIGS电池器件性能的关键因素。发现KF-PDT后吸收层表面形成的宽带隙化合物（KInSe2）能够引起吸收层表面价带能降低,有利于减小异质结界面复合及提升器件的性能。KF-PDT尤其对界面复合严重、Ga含量高的贫铜CIGS电池的性能提升较为显著。经研究发现CsF-PDT后宽带隙化合物CsInSe2会在吸收层表面形成,能够引起吸收层表面价带下移及表面空穴势垒增加,有利于降低异质结界面复合及提升器件的性能;但是当Cs+超量掺杂时,薄膜中会形成新的深能级缺陷导致器件性能恶化。其次,CsF-PDT后吸收层表面导带的位置除了受CsInSe2生成量的影响外,还受到该表面Ga含量的影响。吸收层表面Ga含量低、CsInSe2生成量多都易使吸收层表面导带上移,并促使电子势垒在其表面形成,从而导致吸收层内复合增加并劣化器件性能。此外通过研究发现,CsF-PDT与KF-PDT类似,对界面复合严重的高Ga含量贫铜CIGS电池器件性能的提升更为明显。通过以上研究发现,CsF-PDT后吸收层表面生成的CsInSe2化合物,在提升界面复合严重的贫铜CIGS电池器件性能方面可以起到积极的作用。因此本文尝试采用在界面复合较高的富铜CIGS吸收层的表面蒸发CsInSe2化合物的方法（CsInSe2-PDT）来降低其严重的界面复合及提升器件的性能。研究结果表明CsInSe2-PDT能够使富铜CIGS吸收层表面的功函数减小、表面价带能降低及表面晶界复合减少,从而实现对其界面复合的有效抑制。而且,吸收层表面CsInSe2化合物的形成还可以阻碍吸收层内的Cu+向吸收层表面扩散,使吸收层内仍然能够维持富Cu的优势。因此,CsInSe2-PDT可以使富铜CIGS电池在保持吸收层内部富Cu优势的基础上降低异质结的界面复合。最终CsInSe2-PDT使富铜（CGI=1.03）的CIGS电池的VOC提升了约90 m V,效率达到16.04%,增幅实现了26.3%。