面向国家对洁净能源的重大战略需求，针对太阳电池中光损失导致的效率损失问题，本课题针对高效低成本的第三代太阳能电池前沿技术，选择具有全光谱利用前景、高性价比的多带隙太阳能电池薄膜材料为突破点，紧密围绕宽光谱多带隙CGS太阳电池薄膜材料的设计优化和制备开展深入研究。通过多种方法系统的研究了多带隙过渡金属掺杂黄铜矿CuGaS2太阳能电池薄膜材料的制备参数，探索出掺杂CuGaS2的形貌和微观结构可控制备的规律，同时揭示了其光吸收和电学性质与微观结构之间的内在关联。创新性的采用溶剂热法/成功制备出Ti/Sn/Cr/Fe/Pd等掺杂CuGaS2半导体材料。通过控制制备工艺参数，可以精确控制晶体的物相、化学组分、表面形貌、晶粒尺寸等。采用电沉积法制备出Ti/Sn/Fe等掺杂CuGaS2半导体薄膜。实验证实Ti /Sn/Fe等过渡金属掺杂后在CuGaS2的能带结构中引入了中间能级，能极大的提高对红外光的对吸收，促使光生电流增加。在薄膜太阳能电池应用方面有优异潜质。其中以Ti/Sn掺杂的光谱响应最好。电沉积方法所制备的薄膜从工艺和性能方面更优异于溶剂热法。这些前期的研究工作将直接指导多带隙CuGaS2太阳能电池异质结的设计、优化和制备，为高转换率的宽光谱多带隙CuGaS2太阳能电池异质结和器件的设计和制备奠定了坚实的基础。利用掺杂引入中间能带的CuGaS2材料作为p型吸收层材料，与n型半导体薄膜材料构成异质结太阳能电池，其吸收光子能量将扩展到0.7eV-2.5eV，将极大的提高对红外波段太阳光的利用率，从而提高薄膜太阳能电池的转换效率。我们很好地完成了预定目标。发表SCI论文8篇，培养硕士研究生6名，正在申请专利4项。