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随着社会的不断发展,人类社会的能源需求快速增长,然而到目前为止,人类能源的主要来源是化石燃料。一方面化石燃料属于不可再生能源储量有限,另一方面化石燃料的大量使用会释放有毒气体和温室气体。为此非常有必要开发新型能源,其中太阳能具有储量丰富、环境友好的优势,人们主要通过光伏发电的形式利用太阳能。传统的光伏发电是晶体硅太阳能电池,其较高的生产成本长期以来制约着太阳能电池的大规模应用。开发低成本光伏材料,能够有效地降低太阳能电池的生产成本,从而促进太阳能电池产业的发展。铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(SxSe1-x)4,CZTSSe)是一种Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4直接带隙p型半导体材料,其带隙为0.9-1.5eV可通过控制S/Se之比调节,吸收系数高(104-105 cm-1),且所含元素均为地球储量丰富的物质,因此能够成为理想的太阳能电池吸收层材料。本论文使用热注入法(hot-injection method)制备铜锌锡硫纳米颗粒(Cu2ZnSnS4,CZTS),系统的研究了退火条件对铜锌锡硫硒太阳能电池的影响。另外,基于纳米颗粒法,做了其他方面的探索性研究。本文的具体内容如下：第一部分,首先研究了不同反应时间,对热注入法制备的铜锌锡硫纳米晶体的影响,最终在反应时间为30min时,得到尺寸分布均匀、高纯度、结晶性和分散性好的铜锌锡硫纳米晶体,其平均粒径20nm。然后将反应时间为30mmin的铜锌锡硫纳米颗粒以200mg/ml浓度,溶入己硫醇(1-Hexyl mercaptan)中得到铜锌锡硫墨水,以用于后续旋涂。对旋涂后的前驱膜进行退火处理,系统地研究了退火条件对铜锌锡硫硒薄膜的性质及对应太阳能电池的性能的影响。结果表明,直接硒化得到的Cu2ZnSn(SxSe1-x)4薄膜出现分层现象而不利于电池器件性能：而选用硫化后硒化的退火过程能有效地减少Cu2ZnSn(SxSe1-x)4薄膜的分层。最终,直接硒化退火条件550℃处理30min时得到3.5%的电池效率,而优化的硫化-硒化法在退火条件为先600℃硫化20min,再550℃硒化60min时得到4.5%的电池效率。第二部分是基于纳米颗粒法的探索性研究。将热注入法制备的铜锌锡硫纳米颗粒,作为新型空穴传输层,应用于钙钛矿太阳能电池中。在制备条件为使用热注入法的反应30mmin的Cu2ZnSnS4纳米颗粒,旋涂转速为4000rpm,退火条件是100℃热处理10min时,取得能够和spiro-OMeTAD作为空穴传输层材料相比拟的效率12.75%。另外,电池器件的大面积化也是太阳能电池研究领域的难点之一。为了解决旋涂法在制备大面积前驱膜时所存在的薄膜厚度不均匀的问题,研究了使用刮刀法制备Cu2ZnSn(SxSe1-x)4薄膜太阳能电池,并初步取得了2.95%的电池效率。