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N型单晶硅电池具有少子寿命高、光致衰减小、弱光响应好、温度系数低等优点,在实际工作环境下功率输出更高,具有更大的效率提升空间。据国际光伏技术路线图预测,到2025年N型单晶电池市场份额将提高为35%左右,展现了强大的发展潜力。由于N型硅与金属A1直接接触时存在较大的接触势垒,整流效应显著,无法形成欧姆接触的背场,对于N型晶硅电池,解决背场问题至关重要。载流子选择收集接触钝化结构通过引入载流子选择收集功能层和超薄钝化隧穿层,从而实现对载流子选择性通过和表面钝化的接触设计,是近年来的研究热点问题。采用电子选择接触钝化结构可以很好解决N型电池背场问题。迄今为止,光电转换效率高于25%的N型电池就有两款使用了载流子接触钝化的设计,即使用了氢化非晶硅(a-Si:H)/掺杂非晶硅作为载流子选择性接触的带本征薄层异质结(HIT)太阳电池和使用了隧穿氧化硅(Si02)/掺杂多晶硅的隧穿氧钝化接触(TOPCon)太阳电池。进一步开发高效、环境友好、工艺简单的N型电池技术具有重大意义。低功函数金属制备方法简单,环境友好,在N型高效晶硅电池上有很大的发展潜力。然而一款性能优异的载流子接触钝化结构必须具备优异的界面钝化性能和良好的电学接触性能。为了解决金属与N型硅接触存在的费米能级钉扎效应,在金属与N型硅界面引入高质量的超薄隧穿氧化硅层,制备了 SiOx/金属镁(Mg)电子选择性接触钝化层。本文主要研究了 SiOx/Mg电子选择性接触钝化结构性能,并采用两种电池结构验证其在钝化接触太阳电池中的应用效果。主要研究内容如下:(1)采用热硝酸加后退火处理方法制备了厚度在1.2nm-1.8nm的SiOx层。研究了不同硝酸处理温度和处理时间以及后退火温度对SiOx层厚度的影响,同时用X射线光电子能谱(XPS)对SiOx的化学价态进行分析,随着退火温度的升高,Si4+含量变高。研究了经过不同温度退火的SiOx对SiOx/Mg结构钝化性能和电学接触性能的影响。当SiOx退火温度为700℃时,SiOx/Mg结构性能最佳,单面表面复合电流密度(J0e)为115 fA·cm-2,隐含开路电压(iVoc)为6611 mV,接触电阻率为26mΩ.cm2。(2)以聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:SS)作为空穴选择接触钝化层,制备了 Ag/PEDOT:PSS/N-typec-Si/SiOx/Mg/Al结构异质结太阳电池。相比于铝背电极,氧化硅/镁背电极使得太阳电池的开路电压(Voc)和长波段光谱外量子响应(EQE)得到显著提升,获得电池效率(η)为15%,开路电压(Voc)为610 mV,短路电流(Jsc)为33.4mA·cm-2。(3)为了与商业生产更紧密结合,制备了 Ag/Pd/Ti/SiNx/Al203/P+-Si/N-Si/SiOx/Mg/Al结构的N型晶硅太阳电池。本工作通过对电池A1203/SiNx结构、Ag/Pd/Ti/P+-Si结构和Si/SiOx/Mg结构耐热性能分析,简化了电池制备工艺流程,最终获得效率16.7%的电池;如果进一步消除栅线遮光面积过大,串联电阻过大等问题,有望获得效率大于20.0%的高效N型晶硅电池。