本发明公开了一种CIGS纳米结构薄膜光伏电池及其制备方法，该方法是在由气固反应方法制备的硫化亚铜或硫化铜纳米线阵列的基础上，结合电化学沉积方法及热处理方法，制备得到CIGS纳米结构薄膜光伏电池。半导体纳米线阵列的成分、相结构和能带结构可以通过在电化学沉积时改变沉积方法、电解液中的离子种类，离子沉积顺序及后期处理进行改变，从而制备出不同组分的纳米线阵列太阳能光伏电池。该电池能减小对光的反射，增大对光的吸收，同时还可增大载流子产生的几率，减少空穴和电子复合的几率，实现光电转换效率的大幅提高。本发明制备方法简单，成本较低，对设备要求不高，可以方便地进行大面积应用，制备出的纳米结构太阳能光伏电池的光电转化效率较高。