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四元铜铟镓硒（Cu（In,Ga）Se2,CIGS）预置膜溅射后硒化制备CIGS吸收层具有成膜质量高、大面积均匀性好、易实现工业化等优点,但是该方法获得的CIGS吸收层晶粒尺寸普遍在200 nm左右,这限制了CIGS薄膜的CIGS电池的短路电流的提高,从而限制了太阳能电池效率的提高。本文从多角度研究如何提高CIGS吸收层晶粒尺寸,采用三个制备工艺增加CIGS电池的晶粒尺寸并提高电池或者薄膜的电学性能,获得以下三方面成果:1.引入富铜生长阶段:通过提高CIGS铜含量获得晶粒尺寸超过1000nm的富铜CIGS,随后在富铜CIGS薄膜表面沉积贫铜层并硒化退火。本文利用该工艺成功获得晶粒尺寸大于1000 nm的CIGS吸收层,一年时间内,本工艺制备的电池最高电池效率达到10.3%。在本工艺的研究中,本文同时产生了两个其他方面的成果:第一个关于富铜CIGS薄膜中CuXSe的分布。在本文研究之初,研究人员普遍认为富铜CIGS薄膜中的二元相CuXSe仅存在富铜CIGS薄膜表面,而本文发现二元相CuXSe不仅仅存在于富铜CIGS薄膜表面,也存在于富铜CIGS薄膜内部。第二个成果是解决了溅射后硒化方法中长期存在的表面贫Ga问题。在本文制备的Ga2Se3/CIGS吸收层中不存在表面Ga含量低于内部的问题,整体薄膜中的Ga含量沿厚度方向呈现”U”型分布,这有利于提高电池的开路电压。2.降低硒化处理时CIGS的厚度:将超过500 nm的薄膜分成若干厚度小于500nm的CIGS亚层,第一个亚层溅射并硒化退火后,在其表面制备第二亚层。本文利用该工艺成功制备出晶粒尺寸大500 nm的CIGS吸收层,并且该方法制备的电池效率最高达到13.0%（无亚层的单次硒化CIGS薄膜制备的器件效率为10.5%）。3.降低四元CIGS预置膜中的硒含量:本文对CIGS的同类化合物CuInSe2（CIS）薄膜展开研究,结果表明:降低CuInSex预置膜中的硒含量,能够显著提高退火后CuInSeX薄膜的晶粒尺寸,并且提高CuInSe2薄膜的电学性能。本文对该现象提出三种可能的理论解释。由于时间限制,本文未开展CIGS预置膜硒含量的研究。但由于CIS与CIGS属于同类化合物,可以推测降低CIGS预置膜中的硒含量依然能在能提高CIGS晶粒尺寸方面起到作用。