■ 刘家敬 沈辉

(1.中山大学太阳能系统研究所 2.顺德中山大学太阳能研究院)

一 引言

晶体硅太阳电池占据光伏市场大部分份额，其组件价格已由2009年的2.5$/W降低到目前1$/W[1]。平价上网是太阳能行业发展的必然趋势，而这一目标主要通过降低生产成本和提高电池效率实现。减少每峰瓦硅料损耗量是节约生产成本的重要思路，在保证可产业化生产的前提下，减少硅片厚度是降低生产成本的有效途径。

1999年产业化硅片原始厚度为300µm左右，现在采用传统线切割技术可将硅锭切割出150µm的硅片。而最近已经被产业化生产的金刚线硅片切割技术能够得到更薄的硅片，其中Komatsu NTC公司[2]已经能够实现120µm厚的硅片切割。这一技术的发展，为超薄硅片的产业化生产提供了有力的技术支持。尽管超薄硅片能够大量降低每峰瓦硅料使用量，但超薄电池的制备工艺限制直接影响超薄硅片在产业化生产中的应用。因此，研究超薄电池的关键制备工艺对未来晶体硅电池发展具有重要意义。

Mark J. Kerr等人[3]通过模拟发现，硅电池厚度在100µm左右时达到理论最高效率值28.5 %；Tom Tiedje等人[4]通过数学模拟同样发现，在优化条件下，100µm厚的硅太阳电池可达到其最大的理论效率29.8 %。而在实验中，Jan Hendrik Petermann等人[5]制备出厚度为43µm、效率为19.1 %的超薄硅太阳电池。由此可知，超薄电池能够制备出更高效率的电池。

本论文主要通过对不同厚度的常规电池进行PC1D理论模拟，同时采用常规电池及背面局域接触(HE-PERC)电池制备工艺分别制备不同厚度的电池，并表征不同厚度硅片的反射率及不同厚度电池的I-V性能。……