본 발명은 셀렌화 및 황화 열처리를 통한 셀렌 및 황의 조성이 조절된 박막 태양전지 광흡수층의 제조방법 및 상기 광흡수층을 함유한 박막 태양전지에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 광흡수층 내 셀렌 및 황의 조성이 조절된 박막 태양전지의 광흡수층 제조는, 후면 전극층 상에 금속, 금속 황 또는 금속 셀렌을 포함하는 금속 화합물 전구체를 증착하는 단계; 순수 셀렌 금속을 이용하여 셀렌(Se)화 공정을 진행하는 단계; 셀렌화 공정 후 잔유 셀렌 물질 및 기화 가스를 제거(purge) 하는 단계; 및 황화 수소(H2S) 가스 주입 및 황화 열처리를 순차적으로 진행하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 흡수층 내에서 셀렌과 황의 비율을 적절하게 조정하여 밴드갭 조절이 가능한 고품질의 화합물 태양전지의 제조에 유용하게 활용할 수 있다.