随着科学技术的不断创新,太阳能电池经历了伟大变革。传统的硅基薄膜太阳能电池对体硅材料消耗量很大,导致成本高。除此以外,其目前达到的转换效率已经接近于理论极限值,因此,进一步发展受到了很大的限制。那么,寻找新的材料来对太阳能电池现状进行改善迫在眉睫。石墨烯凭借自身透过率高、导电性强和化学稳定性高等特点,被广泛地应用到光伏领域。与传统硅基太阳能电池相比,基于石墨烯（Graphene）/单晶硅（c-Si）肖特基太阳能电池的制备工艺简单,有效地降低了电池成本。因此,石墨烯被广泛地应用于制备高效、低成本的太阳能电池。但目前基于Graphene/c-Si的肖特基太阳能电池的转换效率仍然很低。一是受限于石墨烯-零带隙的特点;二是受库伦散射的作用;三是由于肖特基型电池本身性能的制约。因此如何进一步提高Graphene/c-Si肖特基太阳能电池的性能是其能否应用的关键,也是目前国际上研究的热点。类似于石墨烯,二维过渡金属硫化物（TMDCs）---二硫化钼（MoS₂）均由共价键组成,而且接近单层的MoS₂薄膜具有良好的光电特性。当MoS₂的厚度由单层向体材料过渡时,其自身的带隙从直接带隙向间接带隙半导体过渡（1.8eV-1.2eV）。因此,可以弥补Graphene自身的缺陷。本文的主要研究内容有:常压下,利用化学气相沉积（CVD）法在金属钼（Mo）箔上制备出了大面积MoS₂纳米薄膜。通过CVD对Mo箔基底进行高温退火,有效地提高了Mo箔表面的结晶性以及增大了表面晶界,从而提高了薄膜的连续性和均匀性。并通过优化其生长工艺,获得了大面积、层数可控的MoS₂薄膜;采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）,最终制备了大面积、高质量的石墨烯薄膜;此外,通过对石墨烯进行化学掺杂改性（硝酸（HNO₃）处理）,对器件的性能实现了进一步的改善。最终,通过RCA清洗、紫外光刻、湿法刻蚀、湿法转移、电子束蒸发等器件制备工艺,制备出了Graphene/MoS₂/n-Si肖特基太阳能电池,性能明显得到了提升。CVD-MoS₂薄膜生长工艺条件:研究了不同的退火时间和退火温度对衬体材料-Mo箔的影响,目的是在Mo箔表面形成较大的晶界;分别研究了生长温度、生长时间以及硫粉的重量对于MoS₂薄膜面积及层数的影响,最终合成了较大面积（3mm）且均匀的单层及多层MoS₂纳米薄膜。并且通过XPS、拉曼、TEM等手段对MoS₂纳米薄膜的层数、均匀性以及结晶性进行了充分的表征。对比分析Mo箔退火前后的形貌以及MoS₂纳米薄膜的生长形貌深入研究了Mo箔的退火机理以及MoS₂薄膜的生长机理。研究了不同厚度的MoS₂薄膜作为嵌入层制备的太阳能电池的性能,通过综合对比,当MoS₂的厚度约为4 nm左右（约为6层）时,电池的性能达到最优,最终制备出了转换效率高达11.2%的太阳能电池。