Cu₂ZnSnS₄（CZTS）为四元化合物,其禁带宽度为1.45eV,与半导体太阳能电池所要求的最佳禁带宽度（1.5eV）十分接近;该材料与目前在薄膜太阳能电池领域表现出色的黄铜矿结构的CIGS（铜铟镓硒）材料具有相似的晶体结构,且CZTS有着很好的光电性能,组成元素在地球上含量丰富,安全无毒和环境友好,因而成为太阳能电池吸收层的最佳候选材料之一。针对采用两步沉积法制备CZTS薄膜太阳能电池的制备过程（1:利用电化学沉积的方法制备出铜锌锡前驱体;2:对前驱体进行了热处理以及硫化处理得到了铜锌锡硫薄膜）,利用计算机模拟的方法重现了这两步制备过程,目的是希望通过建立一种可行的模拟方法来研究微观尺度下的薄膜生长过程,以求能够对实验做出指导。研究内容主要包括两部分内容:第一部分中,通过建立一个二维尺度的离散模型来表示CZTS薄膜形貌,通过使用蒙特卡洛方法,来模拟晶粒生长这一过程。同时,对传统蒙特卡洛方法中,晶粒取向变化部分的算法做出了改进,即格点取向改变只能在格点邻近八个位置的取向中选取。通过改进算法,获得了比较好的模拟结果。模拟结果显示晶粒生长指数在0.35⁰.45之间,与国内外研究者的实验、模拟结果相符,从而验证了模拟的可行性。第二部分中,运用ANSYS Workbench流固耦合模块,通过速度场、温度场和固体场的耦合计算,对CZTS薄膜电池在退火过程中的应力进行模拟。通过改变薄膜电池Mo层、CZTS层、基底层的尺寸,以及薄膜退火温度来研究这些外部参数对薄膜热应力产生的影响。最终得到制备薄膜电池的最佳尺寸。