2、 高效晶体硅太阳能电池技术

2.1 PERL 电池:

PERL（Passivated Emitter and Rear Locally-diffused）电池是钝化发射极、背面定域

扩散太阳能电池的简称。

1990年，新南威尔士大学的J.ZHAO在PERC电池结构和工艺的基础上，

在电池背面的接触孔处采用了

BBr3定域扩散制备出PERL电池，如图 2所示。2001年，PERL电

池效率达到

24.7％，接近理论值，是迄今为止的最高记录

[4]

。

图

2：新南威尔士大学 PERL 电池 

η

＝

24.7%

PERL电池具有高效率的原因在于：（1）电池正面采用“倒金字塔”，这种结构受光效果优

于绒面结构，具有很低的反射率，从而提高了电池的

J

SC

.（2）淡磷、浓磷的分区扩散。栅指电极

下的浓磷扩散可以减少栅指电极接触电阻；而受光区域的淡磷扩散能满足横向电阻功耗小，且
短波响应好的要求；（

3）背面进行定域、小面积的硼扩散P

+

区。这会减少背电极的接触电阻，

又增加了硼背面场，蒸铝的背电极本身又是很好的背反射器，从而进一步提高了电池的转化效
率；（

4）双面钝化。发射极的表面钝化降低表面态，同时减少了前表面的少子复合。而背面钝

化使反向饱和电流密度下降，同时光谱响应也得到改善；但是这种电池的制造过程相当繁琐，
其中涉及到好几道光刻工艺，所以不是一个低成本的生产工艺中

[5]

。

PERL电池的工艺流程为：
硅片

“倒金字塔”结构制作背面局域硼扩散栅指电极的浓磷扩散正面的淡磷扩散SIO2减

反射层光刻背电极接触孔光刻正面栅指电极引线孔正面蒸发栅指电极背面蒸发铝电极正面
镀银退火测试

2.2 HIT 电池:

HIT 电池是异质结( hetero-junction with intrinsic thin-layer , HIT) 太阳能电池的简称。

1997年，日本三洋公司推出了一种商业化的高效电池设计和制造方法，如图3所示，电池制作
过程大致如下

[6]

：利用

PECVD在表面织构化后的n型CZ-Si片的正面沉积很薄的本征α-Si:H层和

p型α-Si:H，然后在硅片的背面沉积薄的本征α-Si:H层和n型α-Si:H层；利用溅射技术在电池的
两面沉积透明氧化物导电薄膜（

TCO），用丝网印刷的方法在TCO上制作Ag电极。值得注意的

是所有的制作过程都是在低于

200 ℃的条件下进行，这对保证电池的优异性能和节省能耗具有

重要的意义。

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