寻找高效、低成本的新型太阳能电池是至关重要的一项工作。铜铟镓硒、碲化镉和有机无机杂化钙钛矿电池分别取得了22.6%,21%和21.6%的光电转换效率。但是CIGS和CdTe中含有贵金属In、Ga和有毒金属Cd。有机无机杂化钙钛矿电池含有有毒的Pb元素,并且非常不稳定,这限制了其大规模的商业化应用。Sb₂S₃具有合适的禁带宽度（1.7 eV）,高的吸收系数(10⁵ cm^-1),简单的二元组分,易于制备,成本低和储量丰富等特点。本文致力于利用新型的快速热蒸发的方法制备高效稳定的硫化锑薄膜太阳能电池。主要研究内容包括以下几个方面:（1）本文首次开发了适合Sb₂S₃薄膜沉积的RTE的方法。得到了纯相、致密并且结晶性高的Sb₂S₃薄膜。通过控制晶体生长温度和冷却方式实现了大晶粒和晶体的择优生长。相应优化的器件得到了3.5%的转换效率,是传统的热蒸发制备的电池的三倍。硫化锑器件在J-V测试中没有出现迟滞现象。同时在大气环境下放置100天也没有表现出明显的衰减,说明制备的硫化锑电池具有优异的稳定性。（2）在热蒸发制备硫化锑电池过程中不可避免会有S空位缺陷,同时由于不使用空穴传输层会造成背接触势垒。因此发展了一种后硒化退火的方法来提升器件的性能。XRD、拉曼和吸收证明硫化锑的主相没有发生变化。TEM/EELS结果说明硫化锑薄膜主要是表面被硒化形成了Sb₂(S_xSe_1-x)₃合金。此外,XPS结果证明在薄膜内部只有少量的Se。经过后硒化退火的电池的转换效率达到了4.17%。后硒化退火提升器件性能的原因如下:背面的合金可以改善背接触势垒和提高空穴抽取能力。体内的Se可以钝化界面缺陷和体缺陷,改善异质结的质量和长波方向的量子效率。这种后硒化退火的方式可以为提升类似的硫化物薄膜太阳能电池性能提供指导。（3）为了提升硫化锑器件的短路电流,使用了CdS/Sb₂(S_xSe_1-x)₃/Sb₂S₃的结构以扩展其有效吸收光谱。通过使用小带隙的Sb₂(S_xSe_1-x)₃合金可以扩展电池在近红外区的对光的吸收。背面大带隙的Sb₂S₃可以抑制载流子在背面的复合。优化的合金的组成是Sb₂(S_0.34Se_0.66),相应的CdS/Sb₂(S_0.34Se_0.66)₃/Sb₂S₃器件EQE扩展到了950nm。优化后电池的短路电流是20.08 mA/cm²,开路电压是0.51 V,填充因子是57.34%,转换效率是5.86%。这种器件结构也可以应用在其它体系的电池中。（4）除此以外,目前也开展了系列初步尝试性探究。大的晶粒可以有效的减少电池中的晶界缺陷。首先制备出非晶的硫化锑薄膜,然后对其进行后处理促使其长晶。通过在半封闭环境中硒化,可以使薄膜的晶粒达到1μm,相应的器件效率达到4.27%。