目前,全球能源消费主要以污染严重的煤炭、石油、天然气等化石燃料为主,如果无节制地继续开采,到21世纪中叶,全球将面临严重的能源威胁。近年来,很多地区气候反常,酸雨范围不断扩大,臭氧层空洞范围越来越大,其原因就在于化石燃料的使用。为了减少燃烧化石燃料对大气的污染,保证能源长期稳定供应,必须实施可持续发展战略,加快发展可再生能源,这已成为全世界的共识。其中,由于太阳能发电的诸多优势,已逐步成为世界各国开发和研究的重点。晶体硅太阳能电池因其转换效率高、性能稳定等优点,在太阳能电池中一直都占据着主导地位,并且,提高转换效率和降低生产成本始终是其发展和追求的方向。而具有选择性发射极的晶体硅太阳能电池,由于它可以弥补常规均匀发射极的不足,能够打破其进一步发展的瓶颈,因此,成为研发新型电池结构的焦点。本研究对选择性发射极结构的优势进行了理论分析,讨论了已有实现这一结构所采用工艺的利弊,通过工艺设计和优化,提出了三种基于常规生产条件的改进方案,包括无减反射膜(含磷硅玻璃层)烧结和干法腐蚀方案、两步烧结和干法/湿法腐蚀方案,以及常规烧结和干法/湿法腐蚀方案,并通过相关实验对其进行了可行性考察。在实验过程中,本研究采用多种测试手段和设备对实验条件和样品进行了可靠的分析,如四探针测试仪、冷热探针测试仪、扩展电阻法(SRP)、Datapaq、Correscan、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDX)、光学共焦显微镜等,并利用Minitab软件对实验数据进行了分析。并通过大量实验验证及数据分析结果,证明在现有生产设备及消耗辅材下,本研究所提出的改进方案在实现选择性发射极晶体硅太阳能电池方面具有很高的可行性,有潜力能够在现有晶体硅太阳能电池的基础上提高转换效率。此外,在实验过程中,本研究根据改进方案的需要,还开发出了两步烧结工艺和只与硅材料反应但基本不与铝背场反应的腐蚀溶液。同时,本研究还对针对各种改进方案提出了今后工艺优化的方向。随着,生产设备的不断更新,消耗辅材的不断改进,以及生产工艺的不断成熟,本研究所提出的方案对单晶硅选择性发射极太阳能电池大规模生产具有很强的指导意义。