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铜基半导体材料由于高的光吸收系数以及合适的光学带隙而被广泛应用于薄膜太阳能电池的吸光层，具有潜在的市场价值。铜基薄膜吸收层材料制备过程主要分为真空法和溶液法。前者需要较高的真空度和昂贵的器械设备，使得器件制备成本下降空间十分有限。溶液法由于操作简单，提供了低成本、大量生产的可能性。在溶液法制备薄膜电池中，纳米晶溶液法和分子前驱体体系两种方法被广泛研究。纳米晶成膜方法涉及复杂的纳米晶合成过程，此外，长碳链的有机配体也对电池性能产生不良的影响。肼溶液法是分子前驱体溶液的代表，也是溶液法最高电池效率的创造者。然而，无水肼本身的易爆炸和剧毒成为阻碍其进一步发展的关键因素。本论文主要针对当前国际上溶液法制备铜基薄膜电池存在的一些问题，致力于发展操作简单，低价低毒的溶液法，并成功地制备了几种常见的铜基薄膜太阳能电池，详细研究如下: 1.发展了一种简单、低毒的制备CuInS2(CIS)分子前驱体溶液的方法:在乙醇溶剂中，利用二硫化碳和正丁胺反应生成的丁基二硫代氨基甲酸分别溶解氧化亚铜和氢氧化铟，得到一定粘度和浓度的前驱体溶液。于手套箱中，通过旋涂的方式，成功制备出CIS纳米晶预制膜。研究了不同硒化条件下CIS纳米晶吸收层薄膜的生长情况:分别探讨了硒化温度、硒化时间和硒粉量对薄膜晶体质量的影响，得到最佳的CuIn(S，Se)2(CISSe)吸收层。通过组装器件，获得10.1％(活性面积0.368cm2)的光电转化效率，目前为非肼溶液法制备的CISSe电池最高效率。 2.成功制备了Cu2CdSn(S，Se)4(CCTSSe)薄膜太阳能电池:利用丁基二硫代氨基甲酸体系成功地制备了高质量的Cu2CdSn(S，Se)4(CCTSSe)吸收层。对薄膜进行形貌、霍尔、XRD、截面线扫以及反射谱等测试，证明其适合用作太阳能电池吸收层。通过组装生器件，取得了3.1％的转化效率，实现了CCTSSe材料从理论到实践的转化。另外，我们还对CCTSSe薄膜电池进行了C-V曲线和电化学阻抗谱的表征，分析了电池的净载流子浓度以及串、并联电阻。 3.通过溶胶凝胶方法成功制备了Cu2ZnSn(S，Se)4(CZTSSe)薄膜太阳能电池:在此方法中，利用环境友好的乙醇作为溶剂，硫粉作为硫源，SnS2作为锡源，避免了常用的SnCl2，消除了Cl元素的残留对电池性能的不良影响。 4.Na被引入到CZTSSe薄膜电池中:通过对比发现，Na的引入明显地改变了吸收层粒子的形貌，使得晶粒生长更加圆润和光滑。此外，Na的引入也显著地增加了晶粒的尺寸，降低了小粒子层的厚度，减小了电池的串联电阻，从而，提高了电池的短路电流和填充因子。 5.GeSe2被作为一种新的Ge源形式引入到CZTGSSe薄膜电池中，克服了常用的单一的Ge盐(GeCl4)不稳定同时含有氯元素的缺点。通过Ge/Sn互相取代，实现材料带隙的1.0 eV(CZTSe)到1.5 eV(CZGSe)的连续可调。此外，我们还研究了不同组份下CZTGSSe薄膜的表面形貌、XRD和Raman等性质，制备了CZTGSSe薄膜电池。