本发明公开了一种纳米结构CZTS薄膜光伏电池，该电池依次是由衬底、背电极、p型半导体纳米线阵列、n型半导体薄层、窗口层和金属栅格电极组成；所述的p型半导体纳米线阵列是由半导体合金(Cu_xB_1-x)₂C_y(D_zS_1-z)₄组成，其中0＜x≤1，0≤y≤2，0≤z＜1，B为银和/或金，C为铝、锌或锡中的一种以上，D为硒和/或碲。本发明通过控制沉积元素的种类、沉积元素的顺序及热处理的方式等后续过程来调节吸收层纳米线阵列的成分、相结构及能带结构，从而制备出不同结构和性能的太阳能光伏电池。本发明的纳米结构CZTS薄膜光伏电池光反射减少、有极好的光捕获能力、带隙调整得到改善，最终实现了光电转换效率的大幅度提高。