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近年来随着化石能源的匮乏以及环境的恶化，人们逐渐意识到能源技术革新的重要性，关于太阳能电池绿色能源的利用目前也得到了广泛的关注，全球的太阳能市场以多晶硅以及单晶硅为主流，但该类型的电池生产成本相对较高。薄膜太阳能电池鉴于其耗材少，转换率高等优点，受到了越来越多的重视。本论文主要是针对铜铟镓硒薄膜太阳能电池中缓冲层材料硫化镉薄膜进行了详细的研究。
首先我们通过化学水浴法在钠钙玻璃基片上沉积得到了致密平整的硫化镉纳米薄膜，制备过程中我们使用的醋酸镉以及硫脲来作为Cd2+和S2-离子的提供源，其中氨水作为络合剂，醋酸铵作为反应过程中的缓冲剂，不过直接沉积所得到的CdS薄膜是由许多的小碎晶组成，同时包含着两个混杂相:六方相以及立方相的成分。
CdS薄膜的结晶质量在光电应用过程中起着非常重要的作用，鉴于此，相关后续的薄膜热处理工作显得非常重要，因此我们对沉积所得到的薄膜进行了系统的热处理研究，尤其是对比了在不同氛围下（真空、氩气、空气）的退火影响，以及退火过程中有无饱和CdCl2甲醇溶液旋涂辅助所产生的影响，相应的对其结构变化、形貌差异以及薄膜光学性质的结果给予了分析研究。之后我们发现在空气中预先旋涂了饱和CdCl2甲醇溶液后热处理得到的CdS薄膜样品，其结构出现了显著地变化，薄膜质量有了明显的改观。
在我们确定选取了最好的退火氛围后，我们进一步的研究了不同退火温度(350，400以及500℃)对我们所制备出的CdS薄膜性质的影响。我们发现对沉积的CdS薄膜表面预先旋涂饱和的CdCl2甲醇溶液，并在400℃空气中退火后，薄膜表现为单一的六方相结构，也就是说CdS薄膜在这样的一个退火过程中发生了由立方到六方的相转变，CdS薄膜的结晶性有了明显的提高，相应薄膜的平均晶粒大小也在增大，CdS薄膜这些性质的优化在其作为太阳能电池窗口层的应用中是非常有利的。
此外，鉴于铜铟镓硒中金属镓是一种非常稀缺和昂贵的材料，在本文中，我们报道了一种在非真空条件下，采用溶胶凝胶旋涂甩胶成膜法，探索了制备铜铟铝硒吸收层，这种半导体薄膜材料是通过将金属铝替代黄铜矿结构CuInSe2中的部分铟原子而得到的。这种方法不仅降低了生产成本，同时也简化了制备过程。