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太阳电池是一种清洁环保的可再生能源技术，铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池具有节省原材料，转化效率高，无光致衰退效应，温度系数好，抗辐射，可以实现轻质、柔性等优点，具有广阔的应用前景。气体硒化硫化法因为易于控制大面积的均匀性，成为工业生产CIGS太阳电池的常用方法。本文对气体硒化硫化法制备CIGS太阳电池进行了系统研究，主要取得了如下成果: 首先研究了CIGS太阳电池中的Mo电极层、Cu-In-Ga预制层、CdS缓冲层、ZnO窗口层的制备工艺，从材料的角度对薄膜的性能进行了优化，从而确定了CIGS太阳电池的实验室工艺基准。 然后研究了使用H2Se气体硒化热处理Cu-In-Ga预制层制备光伏器件级CIGS薄膜。通过对比研究单步、两步和三步热处理，确定三步热处理制备的CIGS吸收层晶相单一、表面平整，结晶质量好，有较好的光电转化性能。进一步研究三步热处理的硒化和退火中的相转变过程，发现硒化中产生的InSe和Cu9(In1-xGax)4中间相，会在580℃的退火中产生液相，从而促进薄膜内晶粒快速生长和Ga扩散。通过优化热处理中的中间相和退火条件，获得了转化效率为14.87％的CIGS电池器件。 最后从优化能带结构的角度对CIGS吸收层进一步研究。先采用wxAMPS软件模拟计算，确定了梯度带隙和“V”型带隙对提高器件性能的作用，然后分别研究了硒化后硫化法、同时硒化硫化法和两次溅射热处理法来优化吸收层带隙结构。 硒化后硫化法，即对CIGS薄膜进行原位硫化处理，可以提高吸收层表面带隙，从而实现“V”型带隙结构，同时可以钝化吸收层中的缺陷态。但是过量硫化会造成薄膜表面的ODC层完全消失，而且出现表面晶粒碎裂的现象，使器件性能降低。同时硒化硫化法，即让预制层与H2Se和H2S同时反应形成Cu(In，Ga)(Se，S)2吸收层，可以通过调节H2Se和H2S的浓度比，使吸收层的带隙在1.05～1.22eV之间调节。两次溅射热处理法，即先溅射预制层，并进行硒化热处理得到CIGS基底层，再在CIGS基底层之上溅射第二层Cu-In-Ga预制层，然后再进行第二次热处理。两次溅射热处理法可以通过控制Ga元素的分布实现“V”型带隙结构。 在实验室的CIGS电池基准工艺上对上述吸收层的器件性能进行了探究，其中硒化后硫化法制备的CIGS电池器件，转化效率提高到了16.10％。