PERC太阳能电池（Passivated Emitter and Rear Cell）是在传统硅太阳能电池基础上增加了Al2O3/Si Nx背钝化层和激光开口工艺,形成了局域铝背场LBSF（Local back surface field）,电池转换效率相比常规电池提高了1%以上。PERC叠加SE（Selected Emitter）的单晶电池量产转换效率已实现了22.5%以上,但和实验室已达24.0%以上效率相比,仍有较大的提升空间。PERC电池的LBSF性能直接影响电池的转换效率（η）和填充因子（FF）等性能,而LBSF是由印刷、烧结工艺形成的,烧结中由于Kirkendall效应,LBSF很容易产生空隙。因此,论文利用PC1D仿真软件对PERC电池进行了性能设计,研制出了操作方便的LBSF铝膜填充率测试仪,并研究了钝化层开口率、铝浆的组分和配方等主要因素对LBSF性能的影响规律。首先,PC1D软件综合利用了玻尔兹曼输运方程与泊松方程,建立了器件内部载流子传输与复合的模型。通过设置电池基本参数和变量范围,可以仿真输出电池的性能参数。论文合理地设置了电池基本参数,分别仿真了背表面复合速率(SBSF)、少子寿命（τ）、发射区扩散浓度、接触电阻等因素对电池性能的影响。仿真结果表明:SBSF从5cm/s增加到500cm/s时,η从22.89%逐步下降到21.60%,减小了1.29%;FF先增大后减小,当SBSF=200cm/s时,FF取得最大值81.76%;当τ由100μs增大到320μs时,η从21.72%逐步增高到22.68%,提高了0.96%,Isc和Voc分别提高了0.05A和28m V。接触电阻由0.2Ω·cm-2增加到1Ω·cm-2时,η下降了1.13%,FF下降了4.04%,η和FF受接触电阻的影响非常明显。之后选用放大倍数适中、分辨率高的数字相机为铝背场填充率图像采集硬件,该相机内置CMOS感光芯片,像素为630万,配备放大倍数为14-150镜头,实现了高清晰LBSF照片采集。利用VC++语言的MFC编程和图像处理软件HALCON设计出了测试仪软件。软件结合SDK软件包控制照相机的运行和图片的获取;配合HALCON调用对应的算法算子,对图像进行降噪,二值化等处理,提取图片上的有效信息,分析计算填充率的大小。设计的软件具有参数设定、图像采集、图像处理和填充率计算等功能,测试仪操作简便、准确率高,为PERC电池的LBSF性能分析提供了一种有效的测试手段。最后综合利用差热分析仪、扫面电子显微镜（SEM）和背表面填充率测试仪等分析手段,研究了几种主要因素对LBSF性能的影响。实验表明,LBSF对于铝浆有特殊要求,PERC铝浆相比于常规铝浆的铝粉粒径较大,玻璃熔点较低。对于无铅玻璃铝浆,当玻璃含量从0.35wt%增加到1.4wt%时,电池效率先增加到一最大值后又逐渐减小,当玻璃含量为1.05wt%时电池性能最好,η达20.28%;烧结温度对电池性能有直接的影响,当烧结温度在810℃-920℃范围内变化时,900℃烧结的T4样品性能最好,η为20.43%,FF为79.98%。