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由于具有与太阳光谱十分匹配的禁带宽度(约为1.5eV)和较高的可见光吸收系数(可见光区域超过104cm-1),锌黄锡矿结构的四元化合物Cu2ZnSnS4(CZTS)成为一类非常具有发展前途的太阳能吸收材料。作为一种直接带隙的p型半导体材料,CZTS所含的Zn和Sn是大自然蕴藏较丰富元素,在地壳中的蕴含量分别达到75ppm和2.2ppm。与同类型的太阳能吸收材料CIGS和CuInS2相比,CZTS不含毒性成分、对环境友好且制备方法简单,它采用资源丰富的Zn、Sn来替代稀有元素In、Ga,作为吸光材料,在大规模生产与商业化应用中具有极好的产业化前景。CZTS薄膜太阳能电池的主要作用部分是p-n结,由p型半导体CZTS薄膜与n型半导体ZnO构成,然而CZTS与ZnO的晶格匹配不佳,如果直接接触形成p-n结会影响太阳能电池的输出效率,所以需要在吸收层和窗口层之间引入缓冲层CdS薄膜,它在低带隙的CZTS层与高带隙的ZnO层直接形成过渡层,减小了两者之间的带隙台阶和品格失配问题。此外,CZTS是多元化合物,常会因为原子配比和晶格失配造成结构上的缺陷,影响了该类太阳能电池的光电转换效率。因此CZTS薄膜太阳能电池的效率目前低于同类型的CuInS2和CIGS电池。本论文主要研究了Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池的背电极Mo、吸收层CZTS薄膜以及缓冲层CdS薄膜的制备工艺。首先使用直流溅射的方法在玻璃衬底上沉积了背电极Mo；然后采用溶胶凝胶的方法制备了CZTS纳米晶,旋涂成膜后在N2的保护下进行硫化热处理；再采用一种新的电化学沉积方法在碱性条件下制备了CdS缓冲层薄膜。最后通过磁控溅射制备了窗口层ZnO/AZO薄膜,并热蒸镀了顶电极Al。实验中我们用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱仪和紫外可见分光光度计等仪器对所制备的电极和薄膜的晶体结构、表面和截面形貌、元素质量比以及光学特性进行了表征和测试。得到了以下的研究结果：(1)采用磁控溅射法制备的双层Mo电极,第一层与衬底附着力好,第二层结晶性良好并且呈栅栏状紧密并排。(2)通过sol-gel旋涂制备的CZTS薄膜,控制前驱物中Cu/(Zn+Sn)之比0.8,经过300℃烘烤成膜并高温退火处理后,其表面连续平整、结构均匀致密,厚度控制在1-2μm;通过XRD图谱我们发现CZTS薄膜呈(112)面择优取向生长,经过1个小时500℃高温退火后,其XRD图谱中可观察到锌黄锡矿结构CZTS的特征衍射峰；通过光吸收发现CZTS薄膜在可见光区域有超过104cm-1的光吸收系数,其禁带宽度为1.5eV,证实我们制备的CZTS薄膜具有优良的太阳能吸收性能。实验中探究了不同的合成温度以及不同的前驱物Cu/(Zn+Sn)比例对CZTS薄膜物相、形貌和光学特性的影响。(3)采用CdSO4、Na2S2O3,配以NTA调节溶液pH值,首次在碱性环境中电沉积制备CdS薄膜,并将该方法应用到CZTS薄膜太阳能电池中制备缓冲层。实验结果表明在pH值为9.36、Cd2+浓度为0.025mol/L、沉积电位为-1.7V时,可以制备出表面均匀致密、近化学计量原子比、禁带宽度为2.4eV的CdS薄膜。将其沉积在CZTS薄膜上,测得CZTS/CdS的I-V曲线呈整流效应,说明该方法制备的CdS可应用于CZTS薄膜太阳能电池。(4)采用上述研究的实验方法结合传统工艺制备了CZTS薄膜太阳能电池器件,测试得到电池的效率为0.12%,分析CZTS薄膜太阳能电池器件性能的损失机制可知,电池的各层薄膜之间的界面接触出现了问题,需要进行改善。