铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池,在二十一世纪的第二个十年后迅猛发展。基于玻璃衬底的CIGS薄膜太阳电池的能量转换率已经进入23%的时代,与此同时,基于柔性衬底的CIGS薄膜太阳能电池也快速发展,能量转换率也已经突破了20%的大关。近年来,CIGS薄膜太阳电池效率的提升主要由于碱金属掺杂带来的器件性能的提升。本论文首先利用碱金属后处理工艺（post deposition treatment,PDT）研究了沉积KF层后,退火时间对薄膜和电池性能的影响;然后通过调制Ga梯度,研究不同Ga含量对CIGS薄膜和电池器件的性能影响,基于以上两个方面的研究,取得以下主要结果:（1）在多元共蒸发设备中,通过KF-PDT处理后,研究了不同退火时间对CIGS电池性能的影响,结果表明,开路电压随退火时间从618 mV增加到642 mV,转换效率从14.07%增加到17.15%,随后分别下降到606 mV和14.09%。经暗态I-V,C-V,TRPL,EQE等测试,测得最优的品质因子A、反向饱和电流J₀、载流子浓度n和少子寿命τ等分别为1.36、1.08×10^-9mA/cm²、5.34×10¹⁵cm^-3和73.79 ns。同时测试CIGS薄膜的结构和表面元素组分,KF掺杂不影响薄膜的结晶特性,表面元素无明显变化。经优化最终获得:V_OC:679.5 mV,J_SC:35.66 mA/cm²,FF:77.59%,η=18.80%。（2）通过调节共蒸发法的束源炉温度,研究了不同Ga含量对CIGS薄膜及电池性能的影响,SEM、Raman、XRD测试结果表明,高Ga含量（GGI=0.47）的CIGS薄膜晶界和空洞多,晶粒较小,低Ga含量（GGI=0.35）CIGS薄膜晶粒较大,高含量的Ga薄膜Raman峰发生蓝移,（112）择优取向向大角度偏移。同时测得高低Ga含量的器件的品质因子A、反向饱和电流J_o、载流子浓度n和少子寿命τ等分别为1.71/1.42、2.65×10^-9/4.16×10^-9mA/cm²、2.96×10¹⁵/1.38×10¹⁵cm^-3和142.68/12.77 ns,经变温（10-300K）PL测得,高低Ga含量的电池的PL峰位分别发生了60 meV和17 meV的蓝移。后经优化最终获得20.88%的转换效率。