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铜锌锡硒（Cu2ZnSnSe4,简称CZTSe）光伏材料是近年来发现的替代铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2,简称CIGS）太阳能电池吸收层的理想材料之一,其太阳能电池的最高效率已经达到11.6%,非常接近于铜锌锡硫硒电池的最高效率（Cu2ZnSn（S,Se）4,简称CZTSSe）12.6%。但是,相比于CIGS太阳能电池的最高效率23.3%,还有一定差距。制约CZTSe太阳能电池效率的原因之一为制备CZTSe薄膜过程中难以消除的二元或三元杂相,造成了电池开路电压的下降。基于此,在本论文中,我们发展了两种简单的非真空制备近乎无杂相CZTSe薄膜的方法:一步电化学沉积后硒化法和溶胶-凝胶后硒化法。首次利用一步电化学沉积后硒化法制备CZTSe薄膜,在合适的金属离子浓度电解液下,依靠络合剂的作用,首先沉积制备出Cu-Zn-Sn合金薄膜,经过双温区高温硒化,CZTSe薄膜结晶性很好,且其各元素化学计量比比较接近于理想化学计量比。但是,我们在CZTSe薄膜和Mo衬底界面处发现了少量Mo9Se11杂质,这可能是硒化过程中衬底温度较高造成的。对于溶胶-凝胶后硒化法制备CZTSe薄膜,硒化过程中衬底的温度对薄膜的结晶性和各元素化学计量比例造成很大影响,经过分析,我们分别得到了在Mo衬底和玻璃衬上制备CZTSe薄膜的最佳衬底硒化温度:500℃和550℃。经过多种手段表征,制备的CZTSe薄膜符合理想的化学计量比,且没有发现杂质相的存在。我们认为使用这种方法可以得到单相的CZTSe薄膜。根据样品的透射和反射光谱,我们计算了CZTSe薄膜的带隙,带隙值显示为1.0 eV,与理论计算结果一致。此外,使用这种方法初步制备了不同Se/（S+Se）原子比例的CZTSSe薄膜,但是该薄膜中富锌贫锡,需要在今后的工作中加以改进。二维半导体异质结由于结合了内部各二维材料的优异性质,最近引起了人们广泛的关注和大量的研究。例如,各种过渡金属硫（硒）化物/过渡金属硫（硒）化物（TMDC/TMDC）半导体异质结被成功制备且应用到光电探测和发光二极管中。但是,人们对于光与二维半导体异质结的相互作用特别是光在其中的吸收,现在还没有明确的认识。在本论文中,我们结合拉曼散射在异质结中的增强或减弱效应,理论模拟了光在硒化铟/二硫化钼（InSe/MoS2）二维半导体异质结中的分布和吸收,揭示了光与其相互作用的机理。除此之外,通过制备In Se/MoS2光电探测器,我们发现了器件中一系列新颖的性质。利用本论文中提出的随机转移法,我们制备了纯净的InSe/MoS2等二维材料半导体异质结,该方法简单高效,非常适用于对二维材料异质结的性质进行大规模实验研究。通过对其拉曼散射谱表征,发现拉曼散射强度随着异质结厚度不同而出现增强或减弱现象。我们随后使用多重折射模型对其理论模拟并加以解释,其模拟结果与拉曼散射实验结果符合的很好。进一步依靠这种模型,我们模拟了光在二维半导体异质结中的分布和吸收。结果显示,每种材料的厚度和界面对其影响很大,但当异质结中任一材料厚度大于400 nm时,光在其中的分布变化不明显。除此之外,根据光在异质结中的吸收结果,我们可以得出光在二维半导体中吸收最强时,异质结中各二维材料的厚度。所以,基于模拟结果,我们可以制备最佳厚度的二维半导体异质结,来优化提高器件的性能。最后,我们制备了基于InSe/MoS2二维异质结光电探测器并对其性能进行了测试。结果显示,该器件具有传统的二维材料光电探测器所不具备的整流效应和光伏效应。在无外路偏压下最大的光响应度和外量子效率分别为0.17 A/W和39.6%,这与其他二维半导体异质结光电探测器性能比较接近。但是此器件中光电流发布非常不均与,通过在该异质结上制备一层石墨烯（graphene）电荷传输层（为graphene/InSe/MoS2器件）大大改进了光电流在其中的分布,虽然由于本论文中器件面积的原因,光响应度和外量子效率没有得到显著提高,但器件结构更加合理。