太阳电池是实现光电转换的核心元件,是整个光伏产业的核心。随着占市场主导地位的硅类太阳电池的迅速发展,利用高品位石英岩矿物制备硅质原料,资源消耗巨大；而花岗伟晶岩矿中的石英属高温石英,纯度高,利用花岗伟晶岩型长石类矿物分选长石后得到的富含石英的尾矿,提纯制备高纯石英粉,则可能成为高品位石英岩矿物的替代资源,既拓宽了硅原料的来源渠道,又有利于尾矿资源的综合开发利用。硅类太阳电池中,HIT太阳电池的最高转换效率已达到24.7%,是最有发展前景的太阳电池之一,但其影响效率的因素和相关机理尚未探明,若能通过模拟研究找出其影响因素及相关规律,将会对HIT太阳电池的开发应用起到一定的促进作用。论文利用花岗伟晶岩精选钾长石后的尾矿,采用“强磁选-酸浸-煅烧-水淬-二次酸浸”的提纯工艺,制备出高纯石英粉。第一次酸浸的工艺条件为15%盐酸和15%草酸(按体积1：1配比)的混酸搅拌浸出,液固比为6：1,在50℃下酸浸6 h；煅烧及二次酸浸的条件为1100℃下煅烧2 h,水淬后采用10%氢氟酸和10%盐酸按1：9配比的混酸溶液,液固比为3：1,酸浸6 h,滤出石英粉,洗涤、干燥,得Si02含量为99.9928%、TFe含量为9.70x 10-6的高纯石英粉。以高纯石英粉为原料,氯化钙为熔盐,利用熔盐电解法制备多晶硅。工艺条件为：电解温度850℃、时间8 h、电压2.8 V,用5%氢氟酸和5%硝酸的混酸溶液酸浸,得到Si含量达到99.9762%的硅粉,杂质含量符合冶金级硅的要求。利用该冶金级硅可制备出标准直拉单晶硅片。利用测试单晶硅片的部分性能参数和参考相关文献获得参数,主要模拟研究n型衬底上的HIT太阳电池。模拟研究发现：当带隙为2.10 eV的a-SiC作为发射层,其价带带尾特征能量Es≤0.1 eV时,电池的转换效率才能高于a-Si作为发射层时的转换效率；当背场重掺杂,在背接触势垒En≤0.5 eV时,电池的转换效率不会受到背接触势垒的影响；当背场低掺杂时,在背接触势垒很小(如0.11 eV)的情况下,也能达到与重掺杂相同的转换效率；当背接触复合占主要地位时,吸收层越厚电池的转换效率越高；当吸收层隙间缺陷复合占主要地位时,电池的转换效率在某一厚度处达到峰值；当背接触复合速率较低时,少子迁移率越大,电池的转换效率越高；当背接触复合速率较高时,少子迁移率越小,电池的转换效率越高；在背场掺杂浓度NB≥1×1018cm-3时,带隙在1.60-1.92 eV范围内的宽带隙薄膜硅材料比较适合作为HIT太阳电池的背场；当背场掺杂浓度等于其隙间缺陷态密度的1/2时,背场的费米能级将远离导带,电池的转换效率大幅度降低。