目前，EL测试仪高效PERC单晶硅太阳电池局部背表面场的工艺研究钝化发射极和背面电池(PassivatedEmitter and Rear Cell，PERC) 技术已成为光伏行业中提升晶硅太阳电池转换效率的主流高效技术。PERC 技术是通过在硅片的背面增加一层钝化层( 氧化铝或氧化硅)，对硅片起到钝化的作用，可有效提升少子寿命。为了防止钝化层被破坏，影响钝化效果，还会在钝化层外面再镀一层氮化硅层[1-3]。PERC 技术中引入的背面钝化可将电池背表面载流子的复合速率降至 50 cm/s 以下[4]，表面悬挂键降至1011 eV•cm2 以下[5]，因而可改善电池背面复合，提升电池的少子寿命。此外，PERC 单晶硅太阳电池的背面叠层钝化膜起到了背反射器的作用，可将更多的长波长的光反射回电池，从而提升电池的长波响应。但是由于PERC 单晶硅太阳电池的背钝化层为绝缘层，无法与铝背场形成电极通路，因而，需要通过激光在硅片背面开槽，形成PERC 单晶硅太阳电池的局部背表面场(local back surface field，LBSF)[6]。

现阶段激光开槽通常选用波长为532 nm 的激光器，可将背面表层的一部分氮化硅层消融( 这个过程也称为激光开槽过程)，之后在硅片的背面完成浆料印刷，并进行高温烧结。由于在激光开槽区域无氮化硅层的阻挡，铝浆可直接穿透钝化层和硅接触，并在高温烧结条件下，与硅基体形成铝硅合金，从而降低串联电阻，顺利导出电流。

背面激光开槽区域的面积( 即钝化层被破坏的面积) 对PERC 太阳电池的钝化效果有着决定性的影响，从理论上来讲，激光开槽区域的面积越小，对钝化层的破坏就越小，少子寿命就越高，开路电压也就越高。但同时激光开槽区域的面积又不能过小，若开槽区域的面积太小，在高温烧结的过程中，铝浆无法完全渗透激光开槽区域，即无法将开槽区域填满，会形成所谓的空洞，那么空洞区域就无法形成良好的铝硅接触，会影响串联电阻和填充因子，继而影响电池的转换效率。

目前，行业内对PERC 单晶硅太阳电池背面激光图形的研究已有较多报道。黎剑骑等[7] 发明了在电池背面采用直线开槽区和线段开槽区共存且直线开槽区和线段开槽区间断排列的激光开槽图形方式。郁东旺等[8-9] 发明了线段开槽与点孔开槽方式结合的图形，包括点孔与间断线段对应排列和错位排列的方式。这些图形均是为了保留更多的钝化膜区域面积，减少对背钝化层的破坏作用；同时，又能够改善因线段开槽所引起的铝硅接触电阻大的问题，从而提高了PERC 单晶硅太阳电池的开路电压和短路电流，进而最终提升了电池的转换效率。

本文对目前已有的激光图形进行实验验证对比，探索可使PERC 单晶硅太阳电池获得最佳电性能的激光参数设置和激光图形，并结合电性能的变化进行分析。

1 实验介绍

本文实验的原材料采用太阳能级掺硼p 型金刚线切割单晶硅片作为衬底， 尺寸为156mm×156 mm，厚度为180～200 μm，电阻率范围为1～3 Ω•cm。

共设计了激光速度和激光实线比的正交实验、不同激光开槽间距对比实验、电池的背电极激光镂空与激光填满对比实验3 个实验。PERC单晶硅太阳电池的背面激光图形如图1 所示。其中，d1 为相邻2 条激光开槽线的间距；d2 为激光扫描距离；d3 为1 个激光扫描周期距离。

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