随着全球经济的快速发展,能源供应紧缺逐渐成为当代人类社会发展所要面临的最为紧迫的问题之一。其中,可再生能源中的太阳能是解决能源供应紧缺的一种有效方式,最有前景的太阳能利用形式是具有光电转换作用的太阳能电池,其中,铜锌锡硫（Cu₂ZnSnS₄,CZTS）作为新型的太阳能电池,因其中的元素含量丰富、无毒,且具有合适的带隙和较高的吸收系数使它成为了目前最具有商业发展前景的薄膜太阳能电池之一。除了CZTS的材料基本性质、合成制备条件等影响太阳电池性能的重要因素之处,还有另外一个方面值得关注:表面与界面相关的微观结构和特性也是决定CZTS薄膜太阳电池光伏性能的一个关键因素。CZTS薄膜太阳电池中的表界面主要来源于以下三个方面:1)CZTS薄膜太阳电池属于多晶颗粒组成的薄膜太阳电池,晶粒之间存在界面（即晶界）;2)CZTS薄膜太阳电池是由多层不同功能的材料组成,不同的材料之间的界面是必然的组成部分;3)由于CZTS属于复杂的四元化合物半导体,在制备过程中很容易在体内形成二元或三元杂相,这些杂相与基质之间存在界面。目前CZTS薄膜太阳电池效率的进一步提高受限于各种半导体材料之间的界面结构和特性。建立关于CZTS表面与界面的模型,研究表面与界面缺陷的产生机理和异质界面控制的途径以及对于异质界面的更清晰的理解,将有助于在已有的参数空间中寻找最优的条件从而减少表面与界面复合并提高CZTS材料的稳定性。为此,本文采用第一性原理计算方法,针对上述三种表界面问题进行详细的研究分析。主要研究内容与结果如下:（1）CZTS的低指数表面研究:通过分析CZTS的（112）、（100）、（110）、（001）和（101）表面的微观结构和电子性能,了解了表面对CZTS性能研究的重要性。计算结果表明:以铜原子为终止面的（001）、（100）、（101）和（112）表面的弛豫比较大,较大的表面弛豫会产生较大的表面附加偶极矩。再者,由于表面四种悬挂键的存在,导带底和价带顶出现了较多的表面态。也就是说,表面弛豫对不同低指数表面的带隙影响在0.37 eV之内变化。（112）面的悬挂键密度最小,导致了最小的表面能。（101）面占据的CZTS晶体面积最大,值为72.6%。（2）CZTS同质异相中的界面研究:分析了相变发生的可能性与特点,进而理清了同质异相结对太阳能电池的影响。计算研究结果表明:KS和ST的相转变压力为31 GPa左右,最有可能沿着[110]方向发生。（101）、（110）和（100）异相结属于Ⅱ型界面,这对光电转换是有利的。然而（112）和（001）异相结属于Ⅰ型界面,这对太阳能电池是不利的,因此（112）和（001）方向的同质异相结应该尽可能的避免在实验中产生。（3）ZnO_1-xS_x固溶体缓冲层与CZTS的界面研究:通过分析ZnO_1-xS_x固溶体的性质,进而根据缓冲层条件选择了合适的固溶体,理清了CZTS与缓冲层的界面性质对太阳能电池的影响。计算结果表明:对于ZnO_1-xS_x固溶体而言,发现晶格常数在ZnO和ZnS之间线性插值,固溶体的带隙随着固溶度的增加呈抛物线状变化。CZTS/ZnO_0.375S_0.625异质界面类型属于Ⅱ型异质界面,这对CZTS基薄膜太阳能电池是有利的。ZnO_0.375S_0.625固溶体是可以作为CZTS薄膜太阳能电池器件的缓冲层的。（4）第二相Cu₂S、ZnS与CZTS的界面研究:通过分析第二相与CZTS构成的界面电子性质,理清了第二相对太阳能电池的影响。计算结果表明:CZTS/Cu₂S异质结属于Ⅱ型异质界面,对CZTS太阳能电池的光伏性能是有利的,就算实验制备中出现了Cu₂S第二相,也是不会对电池性能造成不利影响的。CZTS/ZnS界面属于Ⅰ型异质界面,这对太阳能电池的性能是不利的,因此在实验中,应该尽量避免ZnS第二相的产生。本文采用第一性原理计算方法研究CZTS薄膜太阳电池中的表面与界面问题,对CZTS薄膜太阳电池中的表面与界面问题的关键因素（微观结构、表面与界面电子态、能带弯曲、对载流子传输的影响等）进行详细的研究,总结表界面和调控增强光伏性能的微观影响因素和内在作用规律,为探寻构建高效、低成本、稳定太阳电池提供有效的基础数据。