太陽(yáng)能光伏發(fā)電是新能源的重要組成部分，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外受到了高度重視并迅速發(fā)展。光伏發(fā)電的核心技術(shù)———晶體硅電池技術(shù)也在取得持續(xù)進(jìn)步。鈍化發(fā)射極及背局域接觸電池（PERC）最早是由新南威爾士大學(xué)研發(fā)的，由于對(duì)電池進(jìn)行了雙面鈍化，背面電極采用局域接觸的形式，有效地降低了表面復(fù)合，減少了電池的翹曲斷裂。另外，對(duì)電池背面進(jìn)行了拋光處理，提高了對(duì)長(zhǎng)波的吸收。PERC電池制作流程如圖1所示。

　　目前，國(guó)內(nèi)晶體硅電池的硅片原始厚度為180~190μm，硅料消耗成本大幅降低，極大地促進(jìn)了光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。采用金剛線切割技術(shù)可以切割出厚度為100μm的硅片，將超薄電池的工藝技術(shù)又推進(jìn)了一步。JanHendrik Petermann采用蒸鍍的方法已制備出厚度為43μm、效率達(dá)19.1%的高效PERC電池。硅片減薄，會(huì)影響太陽(yáng)電池的機(jī)械性能和吸光性能，而且必須對(duì)常規(guī)電池生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)，以適合批量投產(chǎn)。本文對(duì)不同厚度PERC電池的效率進(jìn)行了模擬，并對(duì)常規(guī)電池生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，制作出厚度分別為110，130，150，170μm的PERC電池。

　　1、不同厚度電池的效率模擬

　　PC1D是一款用于模擬晶體硅太陽(yáng)電池的軟件，它通過(guò)求解太陽(yáng)電池中電子和空穴在準(zhǔn)一維傳輸時(shí)所滿足的半導(dǎo)體基本方程進(jìn)行器件模擬。PC1D對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件要求較低，操作簡(jiǎn)單，可以輸出載流子濃度、電流密度、I-U特性、量子效率和反射率曲線等多種物理量關(guān)系圖。新版的PC1D完善了材料物理模型和特性等參數(shù)，對(duì)晶體硅電池模擬具有很高的準(zhǔn)確性和可靠性。反射模型如圖2所示。

　　在模擬中，硅的體電阻率設(shè)為3Ω·cm；背面場(chǎng)反射率為92%，即I4/I3=92%；前表面反射率平均值為7%，即I2/I1=7%；前表面二次反射率為90%，即I6/I5=90%。反射率、擴(kuò)散方阻以及硅材料本身的參數(shù)設(shè)定后，改變特定厚度下的表面復(fù)合速率，即可得到同一厚度下不同復(fù)合速率的硅片模擬效率。

    改變特定復(fù)合速率下的硅片厚度，即可得到同一復(fù)合速率下不同厚度的硅片模擬效率。JSchmidt通過(guò)ALD沉積Al2O3鈍化膜，將表面復(fù)合速率降低至20cm/s。硅片拋光后，結(jié)合高效的鈍化膜可以將表面復(fù)合降低至10cm/s以下。模擬中將背表面復(fù)合速率設(shè)置為10cm/s和100cm/s，忽略背面開(kāi)膜部分的復(fù)合，得到不同厚度的PERC電池在不同復(fù)合速率下的模擬效率（圖3）。

　　從圖3中可以看到，只有當(dāng)表面復(fù)合速率處于很低水平時(shí)，電池的效率才會(huì)超過(guò)21%。當(dāng)電池的厚度超過(guò)110μm時(shí)，效率的提升幅度明顯降低。