本发明提出了一种双吸收层PIN结构光伏器件及制备方法。它是在异质结中加入两种具有不同的带隙宽度材料V-Ga:TiO₂（1.6eV）和Cu₂O（2.0eV）作为光双吸收层，扩展了产生光生载流子的吸收波段，打破了单级电池的理论极限。其结构为：以金属及透明导电薄膜为器件的底电极，铌掺杂二氧化钛材料为器件的N型层，在其上设置钒镓共掺杂二氧化钛为器件的光吸收层，以Cu₂O为器件的P型层，同时也是器件的吸收层，以Pt等金属作为电池的阳极。本发明采用N型重掺杂层Nb:TiO₂的设计，可提升自建电场高度，增大开路电压，获得理论转换效率高达34%的器件性能；含双吸收层的三层PIN结构的设计，使光吸收范围覆盖可见光及近红外区，能更有效的吸收太阳光，大幅度提高薄膜太阳能电池转化效率。