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在光伏领域,晶体硅长期占据主导地位,CIGS薄膜太阳电池以其高效率、稳定性好、便于光伏建筑一体化而受到广泛关注。在CIGS太阳电池中通过Cd S缓冲层的引入减少了CIGS薄膜与TCO之间的能带失配,同时还可以实现一定的界面钝化作用。但Cd S缓冲层中Cd元素的有毒性会造成环境的严重污染。人们致力于寻找一种无Cd、成本低的薄膜材料,同时也能够降低CIGS薄膜与TCO之间的能带失配。Zn S薄膜材料被认为是代替Cd S薄膜的最优选择,目前利用Zn S薄膜作为缓冲层的CIGS太阳电池的效率已经达到了23.35%。基于此,本文分别利用SCAPS-1D软件和化学水浴法从理论和实验上,研究了不同厚度的Cd Zn S叠层薄膜和Zn S薄膜对CIGS太阳电池性能的影响,并从器件物理角度,分析了CIGS太阳电池性能随Zn S薄膜厚度变化的物理机制。首先,本文利用SCAPS-1D对比研究了Cd S薄膜和Zn S薄膜对CIGS太阳电池性能的影响;同时模拟了Zn S薄膜的厚度,缺陷密度对器件性能的影响,结果表明:从能带结构和载流子角度分析,Zn S作为缓冲层可以获得与Cd S作为缓冲层的相当水平的高效率CIGS太阳电池,在Zn S薄膜厚度为40nm时,可以实现20.5%的转换效率。然后,通过化学水浴法（CBD）沉积制备了Cd S+Zn S叠层薄膜及CIGS太阳电池,通过SEM观察到:在CIGS吸收层表面,随着厚度增加,晶粒逐渐变好,完全覆盖了CIGS表面的孔洞。进而对制备得到的Cd S+Zn S叠层器件进行了I-V,EQE,C-V分析发现,随着叠层缓冲层厚度逐渐增大,载流子浓度从1.23×1016cm-3到1.5×1016cm-3,势垒变宽减少了载流子的复合,在Cd S薄膜厚度为30nm,Zn S薄膜厚度为39nm时,得到的Cd Zn S叠层缓冲层CIGS太阳电池,此时器件的最大开路电压（Voc）为635m V,制备得到的CIGS器件达到了11.86%的光电转换效率。最后,通过化学水浴法制备了Zn S薄膜材料,作为CIGS太阳电池的缓冲层,随着沉积反应时间的加长Zn S的晶粒尺寸增加,以及小晶粒团簇形成大的晶粒,使得薄膜的厚度增加,通过紫外-可见-近红外光谱测试得出Zn S薄膜的带隙宽度为3.66e V,在厚度为41nm时制备得到的高带隙Zn S缓冲层CIGS太阳电池,在400nm-600nm波长范围内明显有较好的外量子响应谱,很好的提高了电池的短路电流密度,从而提高了Zn S/CIGS太阳电池的性能参数,并且以Zn S薄膜作为缓冲层的CIGS太阳电池的转换效率达到了9.87%。同时在持续两小时光照条件下,由于Zn S材料的特殊性和光致增强作用,观察到J-V条件下的亚稳态效应,器件效率最终稳定在11.83%。