晶体硅太阳电池具有稳定的性能和成熟的制备工艺,在光伏市场占据超过70%的份额,然而,依旧面临着转化效率低、生产成本高等问题。如何进一步提高晶体硅太阳电池的转换效率是目前该领域亟需解决的难题之一。晶体硅太阳电池转换效率的提高需要陷光性能优异的减反结构以降低表面反射率,需要优异的表面钝化以降低表面复合速率,进而提高电池的短路电流、开路电压。本论文以晶体硅太阳电池表面减反结构和表面钝化为中心,以进一步提高对入射光子的吸收和降低少数载流子的复合速率为切入点,以提升晶体硅太阳电池的转换效率为目标开展研究。主要研究内容如下:（1）采用金属Ag辅助的化学腐蚀法和金属Ni辅助的反应离子刻蚀法实现晶体硅表面制绒,得到微纳减反结构,以降低表面反射率。通过金属Ag辅助的化学腐蚀法对金字塔结构的单晶硅和沟壑结构的多晶硅表面进行二次腐蚀,可以得到微纳结构的绒面。控制反应时间、温度、AgNO3浓度等条件调控绒面结构,能够降低表面反射率至5%以下。利用Ni薄膜在900°C的高温下退火自发缩聚形成的Ni纳米颗粒作为掩膜板,然后通过反应离子刻蚀技术实现多晶硅太阳电池表面制绒,得到纳米柱结构的绒面。其中,Ni纳米颗粒作为掩膜板对纳米柱结构的调控起着关键作用。该纳米柱结构陷光性能优异,在400¹000 nm的波长范围内,表面反射率能够降低至2%以下,电池的转换效率可以达到12.01%。该方法不仅适合多晶硅太阳电池,也可应用于单晶硅太阳电池的表面制绒。（2）通过静电自组装技术和超声波雾化喷头喷涂技术将SiO₂纳米球组装在晶体硅太阳电池表面,利用SiO₂纳米球做减反层来进一步降低电池的表面反射率,提高电池的转换效率。在单晶硅和多晶硅电池表面采用静电自组装技术组装SiO₂纳米球时,发现小尺寸的SiO₂纳米球能够组装在绒面的侧面和顶部,而大尺寸的SiO₂纳米球主要在绒面的底部。此外,采用超声波雾化喷头喷涂技术在多晶硅太阳电池表面喷涂100 nm和200 nm的SiO₂纳米球时,发现100 nm和200 nm的SiO₂纳米球作为涂层能够降低表面反射率,提高多晶硅太阳电池的转换效率,尤其是在多晶硅太阳电池表面喷涂100 nm的SiO₂纳米球一个循环时,电池转换效率的改善最为显著。（3）采用XPS技术对ALD沉积的Al2O3、HfO₂、（HfO₂）x（Al2O3）1-x,（La2O3）x（Al2O3）1-x和（La2O3）x（HfO₂）1-x高K介电薄膜的化学组成和结构进行了系统的研究分析。结果表明,（HfO₂）x（Al2O3）1-x薄膜不是Al2O3和HfO₂两者的简单混合,而是由Hf–Al–O组成的合金,接近Si基底界面处的界面层由Hf–Si–O组成。（La2O3）x（Al2O3）1-x薄膜是由La–Al–O组成的合金,其接近Si基底界面处的界面层由La–Si–O组成,并且在接近Si基底的界面处,Al的含量远小于La。对于（La2O3）x（HfO₂）1-x薄膜,其是由Hf–La–O组成的合金,由于Hf和La都比较容易与Si基底发生反应生成硅化物,因而接近Si基底界面处的界面层是由Hf–Si–O和La–Si–O组成。同时研究发现,当薄膜中含有La时,薄膜表面容易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸化合物使薄膜表面污染。（4）将ALD沉积的高K介电薄膜Al2O3、HfO₂和两者的混合薄膜（HfO₂）x（Al2O3）1-x作为钝化层应用在单晶硅太阳电池中,降低了载流子的复合速率,实现了开路电压的提高和转换效率的改善。通过改变（HfO₂）x（Al2O3）1-x薄膜中Hf和Al的比例,可以调节薄膜表面固定电荷的数量从负到正变化,其中ALD-Al2O3介电薄膜表面存在负的固定电荷,为-6.4×1011 cm-2,而HfO₂介电薄膜存在正的固定电荷,为3.2×1012 cm-2。在氧气氛围中退火1 min可以改善高K介电薄膜钝化的硅基底的有效少子寿命。I-V测试结果表明高K介电薄膜作为钝化层时,电池的性能得到了显著地改善,尤其是HfO₂介电薄膜作为钝化层沉积在电池的两面时,电池性能的改善最为显著。