太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源。太阳能电池发电是当前新能源利用的一个重要方向。近年来,硒化锑（Sb₂Se₃）材料由于其优异的光电特性、成本低廉、稳定的化学性质和低毒性等特征,在光伏领域的应用中受到了越来越多的关注。由于硒化锑为P型半导体,所以需要引入N型半导体来构筑PN结。本文的主要工作是引入有机半导体材料PTCDA和C₆₀作为硒化锑薄膜太阳能电池的电子传输层。另外,我们还使用了有机半导体材料NPB作为硒化锑薄膜太阳能电池的空穴传输层,来进一步提高太阳能电池的光电转换效率。具体工作如下:首先,采用真空热蒸发法制备了硒化锑薄膜,然后将硒化锑薄膜在含硒的气氛下进行了退火处理。并通过XRD、SEM、吸收谱、拉曼光谱等测试手段表征了硒化锑薄膜的晶体结构与光学性质。利用空间电荷限制电流模型研究了硒化锑薄膜的载流子迁移率。研究结果表明,在含硒的气氛下进行退火处理可以提高硒化锑薄膜晶体的质量,增加硒化锑薄膜的光吸收系数与载流子迁移率。接下来,分别利用PTCDA和C₆₀作为电子传输层,制备了器件结构为ITO/NPB/Sb₂Se₃/PTCDA/Alq₃/Al和ITO/NPB/Sb₂Se₃/C₆₀/Alq₃/Al的太阳能电池。通过工艺优化,器件最高的光电转化效率分别达到了4.2%(开路电压为0.39 V,短路电流密度为21.5 mA cm^-2,填充因子为0.50)和4.9%(开路电压为0.42 V,短路电流密度为21.6mA cm^-2,填充因子为0.55)。此外,我们还研究了器件中光生载流子的复合机制。研究结果表明,双分子复合（Langevin）机制占主导地位,而陷阱辅助复合（SRH）机制居于次要地位。另外,我们还分别研究了空穴传输层NPB与TCTA在硒化锑薄膜太阳能电池中的作用。研究结果表明,NPB比TCTA更适合作为空穴传输层。NPB层的引入,能够有效抑制器件中ITO电极界面附近的载流子复合并延长载流子的寿命,从而显著的提高器件的性能。