这其中最关键的是降低光生载流子的复合，它直接影响太阳能电池的开路电压。光生载流子的复
合主要是由于高浓度的扩散层在前表面引入大量的复合中心。此外，当少数载流子的扩散长度与
硅片的厚度相当或超过硅片厚度时，背表面的复合速度对太阳能电池特性的影响也很明显

[2]

。

图

1：普通太阳能电池多种损失机制

1.2 提高转换效率方法:

提高晶硅太阳能电池转换效率有如下方法：
(1) 光陷阱结构。一般高效单晶硅电池采用化学腐蚀制绒技术，制得绒面的反射率可达到

10％以下。目前较为先进的制绒技术是反应等离子蚀刻技术（RIE），该技术的优点是和晶硅的
晶向无关，适用于较薄的硅片，通常使用

SF6/O2 混合气体，在蚀刻过程中，F 自由基对硅进

行化学蚀刻形成可挥发的

SiF4，O 自由基形成 SixOyFz 对侧墙进行钝化处理，形成绒面结构。

目前韩国周星公司应用该技术的设备可制得绒面反射率低于在

2%~20%范围。

(2) 减反射膜。它的基本原理是位于介质和电池表面具有一定折射率的膜，可以使入射光产

生的各级反射相互间进行干涉从而完全抵消。单晶硅电池一般可以采用
TiO2、SiO2、SnO2、ZnS、MgF2 单层或双层减反射膜。在制好绒面的电池表面上蒸镀减反射膜
后可以使反射率降至

2％左右。

(3) 钝化层：钝化工艺可以有效地减弱光生载流子在某些区域的复合。一般高效太阳电池可

采用热氧钝化、原子氢钝化，或利用磷、硼、铝表面扩散进行钝化。热氧钝化是在电池的正面和背
面形成氧化硅膜，可以有效地阻止载流子在表面处的复合。原子氢钝化是因为硅的表面有大量的
悬挂键，这些悬挂键是载流子的有效复合中心，而原子氢可以中和悬挂键，所以减弱了复合。

(4) 增加背场：如在 P 型材料的电池中，背面增加一层 P

浓掺杂层，形成

/P 的结构，在

/P 的界面就产生了一个由 P 区指向 P

的内建电场。由于内建电场所分离出的光生载流子的积

累，形成一个以

端为正，

P 端为负的光生电压，这个光生电压与电池结构本身的 PN 结两端

的光生电压极性相同，从而提高了开路电压

Voc。同时由于背电场的存在，使光生载流子受到加

速，这也可以看作是增加了载流子的有效扩散长度，因而增加了这部分少子的收集几率，短路
电流

Jsc 也就得到提高。

(5) 改善衬底材料：选用优质硅材料，如 N 型硅具有载流子寿命长、制结后硼氧反应小、电

导率好、饱和电流低等。

提高太阳能电池的转换效率是太阳光电产业的重中之重，一般太阳能电池效率提升

1%，

成本可下降

[3]

。目前业界在太阳能电池技术发展的重点在于改良现有制程与高效率的新结构，

前者如

BSF 结构、Shallow Junction、Selective Emitter 等技术，后者如 Sanyo 之 HIT 结构

电池、

Sunpower 之 Back Contacted 背电极结构技术等，在实验室里往往可以制作出效率高

出一般商用化产品的电池，但是往往因制程过于复杂使得不符合成本效益，因此如何以不会太
复杂的制程而能使太阳能电池的效率得以提升，是各家厂商积极努力的课题。

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