1.PERC电池技术背景     

       

       PERC(passivated-emitterandrearcell)电池早在1989年就被Blakers[1]等人提出，在此结构基础上，新南威尔士大学赵建华博士[2]经过一些列改进优化，于1999年获得了转换效率达24.7%的太阳能电池，因此创造了晶硅电池最高效率世界纪录。PERC电池结构如图1所示[3]，其电池的特点是：（1）电池的正反两面都沉积钝化膜；（2）背场的铝浆则直接覆盖在背面钝化膜上与硅基体形成局部接触。根据PERC电池的结构特点，电池需要双面钝化和背面局部接触，从而大幅降低表面复合，提高电池转化效率。双面钝化则要求电池两面都需镀介质膜，背面局部接触则需要背面开膜，因此PERC电池工艺流程为：（1）碱制绒（2）POCl3扩散（3）湿法背面刻蚀（4）双面钝化薄膜（5）背面介质薄膜开孔（6）金属化。

       PERC电池在上世纪八十年代末和九十年代初就已经成为晶体硅太阳电池的代表，以24.7%的世界纪录领跑晶硅电池效率记录。但产业化的进程直到本世纪2010年才有质的进展，间隔整整20年。2010年产业化PERC电池的显著进展取决于以下三个方面：工艺，设备以及相关材料。

       工艺方面的关键在于背面钝化以及背面局部接触技术的实现。背面钝化技术，涉及到钝化膜的选择。新南威尔士大学赵建华博士在1999发表的文章报道了采用SiO2薄膜钝化制备的P型PERC电池，同一年该校的A.G.Aberle[4]也报道了SiO2作为P型PERC电池背钝化薄膜的缺点：弱光下氧化硅的钝化效果会急剧变差，那么产业化P型PERC电池该选择氧化铝还是氧化硅呢？为此我们做了对比研究。

　　首先对比Al2O3和SiOx作为背面钝化薄膜的性能，图2给出了采用SunsVoc表征测试的PFF和Jo2，显然氧化铝叠层膜的PERC电池和常规铝背场电池的PFF以及Jo2均相当，但是氧化硅叠层膜的PERC电池表现稍逊一筹。我们做了进一步的测试，采用Semilab公司的PV2000测试了氧化铝叠层膜和氧化硅叠层膜的固定电荷（fixedcharge），结果显示氧化硅叠层膜固定电荷为正电荷，电荷密度为1×1011charges/cm2，而氧化铝叠层膜固定电荷为负电荷，电荷密度为-1×1012charges/cm2。氧化铝含有高密度的固定负电荷形成的电场可以有效减少表面的电子浓度，从而对p型表面有极好的场钝化效应减少复合，解释了为什么氧化硅叠层膜PERC电池的Jo2要比氧化铝PERC电池的Jo2高，从而导致PFF上，氧化铝钝化的PERC电池更有优势[5]。