的反射率可小于

2％。仅从光学的角度来看，是一种理想的方法，但存在的问题是硅表面损

伤严重，电池的开路电压和填充因子出现下降。

[4]制作减反射膜层 对

于高效太阳电池，最常用和最有效的方法是蒸镀

ZnS/MgF2 双层减反射膜，其最佳厚度取

决于下面氧化层的厚度和电池表面的特征，例如，表面是光滑面还是绒面，减反射工艺也
有蒸镀

Ta2O5, PECVD 沉积 Si3N3 等。ZnO 导电膜也可作为减反材料。 2.2 金属化

技术

在高效电池的制作中，金属化电极必须与电池的设计参数，如表面掺杂浓度、

PN 结深，金属材料相匹配。实验室电池一般面积比较小（面积小于 4cm2），所以需要细金
属栅线（小于

10 微米），一般采用的方法为光刻、电子束蒸发、电子镀。工业化大生产中也

使用电镀工艺，但蒸发和光刻结合使用时，不属于低成本工艺技术。

[1]电子束蒸

发和电镀

通常，应用正胶剥离工艺，蒸镀 Ti/Pa/Ag 多层金属电极，要减小金属电

极所引起的串联电阻，往往需要金属层比较厚（

8～10 微米）。缺点是电子束蒸发造成硅表

面

/钝化层介面损伤，使表面复合提高，因此，工艺中，采用短时蒸发 Ti/Pa 层，在蒸发银

层的工艺。另一个问题是金属与硅接触面较大时，必将导致少子复合速度提高。工艺中，采
用了隧道结接触的方法，在硅和金属成间形成一个较薄的氧化层（一般厚度为

20 微米左

右）应用功函数较低的金属

(如钛等)可在硅表面感应一个稳定的电子积累层(也可引入固定

正电荷加深反型

)。另外一种方法是在钝化层上开出小窗口（小于 2 微米），再淀积较宽的

金属栅线（通常为

10 微米），形成 mushroom—like 状电极，用该方法在 4cm2 Mc-Si 上电

池的转换效率达到

17.3％。目前，在机械刻槽表面也运用了 Shallow angle (oblique)技术。

2.3 PN 结的形成技术 [1]发射区形成和磷吸杂 对于高效太阳
能电池，发射区的形成一般采用选择扩散，在金属电极下方形成重杂质区域而在电极间实
现浅浓度扩散，发射区的浅浓度扩散即增强了电池对蓝光的响应，又使硅表面易于钝化。扩
散的方法有两步扩散工艺、扩散加腐蚀工艺和掩埋扩散工艺。目前采用选择扩散，

15?5cm2

电池转换效率达到

16.4%，n++、n+区域的表面方块电阻分别为 20Ω 和 80Ω. 对于

Mc—Si 材料，扩磷吸杂对电池的影响得到广泛的研究，较长时间的磷吸杂过程（一般 3～
4 小时），可使一些 Mc—Si 的少子扩散长度提高两个数量级。在对衬底浓度对吸杂效应的
研究中发现，即便对高浓度的衬第材料，经吸杂也能够获得较大的少子扩散长度（大于
200 微米），电池的开路电压大于 638mv, 转换效率超过 17％。 [2]背表面场的形成
及铝吸杂技术

在 Mc—Si 电池中，背 p+p 结由均匀扩散铝或硼形成，硼源一般为

BN、BBr、APCVD SiO2：B2O8 等，铝扩散为蒸发或丝网印刷铝，800 度下烧结所完成，对
铝吸杂的作用也开展了大量的研究，与磷扩散吸杂不同，铝吸杂在相对较低的温度下进行。
其中体缺陷也参与了杂质的溶解和沉积，而在较高温度下，沉积的杂质易于溶解进入硅中
对

Mc—Si 产生不利的影响。到目前为至，区域背场已应用于单晶硅电池工艺中，但在多晶

硅中，还是应用全铝背表面场结构。

[3]双面 Mc—Si 电池 Mc—Si 双面

电池其正面为常规结构，背面为

N＋和 P＋相互交叉的结构，这样，正面光照产生的但位

于背面附近的光生少子可由背电极有效吸收。背电极作为对正面电极的有效补充，也作为一
个独立的栽流子收集器对背面光照和散射光产生作用，据报道，在

AM1.5 条件下，转换效

率超过

19％。 2.4 表面和体钝化技术 对于 Mc—Si，因存在较高的晶界、

点缺陷（空位、填隙原子、金属杂质、氧、氮及他们的复合物）对材料表面和体内缺陷的钝化
尤为重要，除前面提到的吸杂技术外，钝化工艺有多种方法，通过热氧化使硅悬挂键饱和
是一种比较常用的方法，可使

Si-SiO2 界面的复合速度大大下降，其钝化效果取决于发射

区的表面浓度、界面态密度和电子、空穴的浮获截面。在氢气氛中退火可使钝化效果更加明显。
采用

PECVD 淀积氮化硅近期正面十分有效，因为在成膜的过程中具有加氢的效果。该工艺

也可应用于规模化生产中。应用

Remote PECVD Si3N4 可使表面复合速度小于

20cm/s。 3 工业化电池工艺 太阳电池从研究室走向工厂，实验研究走向