当前,在“碳达峰”“碳中和”的大时代背景下,环境污染治理以及能源结构转型已经成为时代潮流,我国可再生能源大规模开发利用的时代即将到来,构建以新能源为主体的能源结构势在必行。太阳能作为一种可再生的绿色能源,是能源总体结构中重要组成部分,其大力发展将为确保“双碳”目标顺利实现提供保障。其中,太阳能电池在太阳能资源利用方面发挥着不可或缺的作用,太阳能电池研究重点主要为提高转换率和性价比。目前,转换率最高的太阳能电池为砷化镓（GaAs）多结太阳能电池,其衬底多为Ge单晶,但Ge是典型的稀有贵金属,并且在自然界中资源匮乏,因此为了降低研究成本,减少材料浪费,以Si为衬底,在其上面生长质量优良、择优取向较高的Ge薄膜来代替Ge单晶是多结太阳能电池研究的重要方向。本文采用磁控溅射技术在硅衬底上制备锗薄膜,由于硅的晶格常数是0.543nm,锗的晶格常数是0.566nm,两者的晶格失配度为4.2%,为了降低晶格失配带来的问题,在硅衬底上利用磁控溅射技术沉积生长锗组分渐变的Si1-xGex缓冲层,并对已经晶化的缓冲层做进一步优化处理后再进行纯锗薄膜溅射,以降低硅和锗之间的失配位错,制备质量较高的锗薄膜。采用快速热退火技术对溅射的锗薄膜进行后续优化处理,并利用X射线衍射技术（XRD）、拉曼光谱测试仪（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等表征手段对硅基锗薄膜薄膜进行表征和分析。探究了缓冲层、Si衬底温度、快速热退火温度以及快速热退火时间对硅基锗薄膜的质量的影响,并制备出了高Ge（111）取向的Ge薄膜。获得的主要研究成果如下:（1）Si1-xGex渐变缓冲层溅射最佳Si衬底温度为550℃,Si1-xGex渐变缓冲层临界晶化温度为400℃,缓冲层的最佳退火温度为950℃、最佳退火时间为110S。在退火后,SiGe（111）的晶面峰强占比ISiGe（111）为83.7%,半高宽为0.228°。（2）对Si衬底上的Si1-xGex渐变缓冲层进行晶化后,再在缓冲层上进行Ge薄膜的溅射生长,在本实验条件下研究得出,Ge的临界晶化温度为350℃,最佳衬底温度为500℃。并且通过控制退火温度和退火时间,得到当快速热退火温度为800℃,最佳快速热退火时间为90S时,Ge（111）晶面占比达到最大,薄膜生长质量最佳。（3）通过对比直接在Si衬底上生长Ge薄膜、在有Si1-xGex渐变缓冲层生长Ge薄膜以及先对缓冲层晶化后再生长Ge薄膜,可以得出先对Si1-xGex渐变缓冲层优化处理然后再进行Ge薄膜生长,在Ge（111）晶面峰强占比IGe（111）具有一定优势,所得Ge薄膜更接近于单晶性质,晶体质量明显优于未对缓冲层优化的Ge薄膜。