随着社会的发展，人们对能源的需求量越来越大。传统化石燃料的大量消耗引起的能源危机问题和环境污染问题也越来越严重。太阳能具有取之不尽、用之不竭、清洁环保等优点，是解决能源短缺、环境污染等问题的有效途径。铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池具有19.9％的高光电转化效率，而且其低成本、稳定性好，是最有发展前景的太阳能电池之一。本文系统的研究了太阳能电池的光电转化的本质问题:电子结构-光电性能的关系;部分稀土元素掺杂对于CIS结构和性能的影响以及CIGS器件化制备工艺和路线。具体内容如下:　　第一部分主要用“固体分子和经验电子理论”(EET)系统的研究了稀土元素和单晶硅、多晶硅以及CIGS三代太阳能电池材料的光电转化中电子结构-性能的关系。研究表明:稀土金属的熔点与晶格电子和共价电子密切相关，随着晶格电子—共价电子的转化，稀土金属的熔点趋于增加;单晶硅和多晶硅太阳能电池的价电子结构和光谱响应密切相关，电子吸收光子后，发生杂化能级之间的跃迁;通过研究Ge原子的价电子结构及其光谱响应指出Ge不适合做太阳能电池。最后在此基础上应用EET系统的研究了CIGS的价电子结构、熔点和光吸收之间的关系。结果显示:黄铜矿结构的CIGS都可以吸收紫外光，其中CuInSe2的吸收效率最高，CuGaSe2吸收紫外光的效率最低。　　第二部分采用真空熔炼法和真空退火的方法通过稀土元素掺杂的CuIn1-xRxSe2合金材料，应用X射线衍射(XRD)方法表征其相结构，TREOR程序对新得到的相指标化，用紫外测试法得到CuIn0.9Ce0.1Se2的吸收谱。实验表明稀土掺入CIS可以增加禁带宽度，使其更适合吸收太阳光。为传统的用Ga替代In调节CIS的禁带宽度提供了一种新材料。而且CuIn0.9Ce0.1Se2形成合金所需要的温度较低，250℃下就可以形成。　　第三部分主要介绍了CIGS器件化中的制备工艺研究，包括:应用磁控溅射法制备Mo玻璃、CIGS吸收层、ZnO层、AZO层，CBD法制备CdS缓冲层。最后用化学法分别制备出CIGS和CICS电池，且CuIn0.9Ce0.1Se2有光电相应。