硒化锑（Sb₂Se₃）作为潜在的光伏材料,因其原料储备丰富、毒性低、价格便宜、禁带宽度合适（～1.03 eV）、吸光系数大（>105 cm-1）、电学性能优异、晶界本征良性等优势,使其在薄膜太阳能电池方面颇具应用前景。2015年我们课题组使用快速热蒸发工艺（RTE,薄膜沉积速率1μm min–1）,制备顶衬结构的CdS/Sb₂Se₃平面异质结太阳能电池,并取得认证5.6%的电池效率,最近,我们使用喷涂热解法制备的Zn O替代化学水浴沉积的CdS作N型缓冲层制备全无毒Sb₂Se₃电池,认证器件效率达5.93%。我们组Sb₂Se₃的研究工作得到了不少同行的关注,国内外有不少课题组也加入到Sb₂Se₃的研究中,并在Sb₂Se₃底衬结构电池研究中取得较大的进展,报道了最高效率达4.25%的Ag/ITO/ZnO/CdS/Sb₂Se₃/Mo的Sb₂Se₃薄膜电池。到目前为止,报道的Sb₂Se₃电池的开路电压（Voc）大都为⁰.4 V,根据开压损失计算公式（2）-(1（8?）,Sb₂Se₃电池的开压损失竟然高达0.7 V,这对高效率太阳能电池来说是难以接受的。因此,如何提高Voc成为进一步提高Sb₂Se₃电池效率的关键。一般地,通过掺杂提高薄膜的自由载流子浓度可以提高Voc。基于这个思路,本论文首先研究Sb₂Se₃薄膜中固有的外来杂质对Sb₂Se₃薄膜及光伏器件性能的影响;然后向Sb₂Se₃薄膜中引入目的性地掺杂,以提高Sb₂Se₃薄膜的光电性能。我们使用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）检测Sb₂Se₃薄膜中的固有杂质,ICP-OES测试结果表明:快速热蒸发制备的Sb₂Se₃薄膜中除Sb、Se元素以外,还包括Mn（240 ppm）、Fe（950 ppm）、Cr（200 ppm）、Mg（190 ppm）和Cu（63 ppm）等杂质元素。开尔文探针和霍尔测试表明Mg在Sb₂Se₃薄膜中是惰性的,不影响Sb₂Se₃薄膜的电学性质;Fe却在Sb₂Se₃薄膜中形成施主型缺陷,变温电导和导纳检测到Fe在Sb₂Se₃禁带中引入两个缺陷能带,缺陷态密度成高斯分布,相应的缺陷能级中心距导带边缘⁰.3 eV和⁰.4 eV。因此,追求高效率Sb₂Se₃电池需要将Fe杂质的污染降到最低。钠（Na）在大多数无机薄膜太阳能电池如铜铟镓硒（CIGS）和碲化镉（CdTe）电池中都能起到积极正面的效果,尤其是在CIGS电池中,Na促进CIGS晶粒的生长、显著地提升薄膜光电转化效率。我们也关注Na对Sb₂Se₃薄膜晶粒生长和光伏器件性能的影响,通过热蒸发工艺向Sb₂Se₃薄膜中引入Na元素。X射线衍射光谱（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）测试表明:Na几乎不影响Sb₂Se₃晶粒的生长;Na掺杂光伏器件性能测试和变温电导测试表明:Na没有引入缺陷能级,基本表现出电学惰性。同样地,我们用与Na掺杂类似的方法研究Sb₂Se₃的锡（Sn）掺杂,发现Sn也是惰性的,不影响Sb₂Se₃薄膜的性质。