众多新能源中,太阳能发电最有可能同时解决人类面临的能源和环境问题。目前,晶体硅太阳电池仍然是光伏市场的主流,占据差不多80%的市场,主要的缺点是过高的生产成本导致过高的组件价格。因此,本文研究的目的是提高单晶硅太阳电池的转换效率,降低生产成本。针对目前商业化单晶硅太阳电池,方块电阻一般为30～45Ω/□,本文研究采用高方块电阻发射区技术,并结合生产实际,采用方块电阻大约60Ω/□的发射区,制备高性能的太阳电池。对比常规发射区太阳电池,本文实验分别采用目前常规的工业化生产工艺和改进的生产工艺制备高方块电阻发射区太阳电池,结果表明:在常规的工业化生产工艺条件下,60Ω/□发射区太阳电池短路电流密度提高了1.13mA/cm²,开路电压降低了4.17mV,串联电阻增加了0.218Ω-cm²,填充因子降低了2.89%,最终转换效率降低了0.48%,且性能的稳定性和可靠性也较差;在改进的生产工艺条件下,其短路电流密度和开路电压提高了1.31mA/cm²和1.17mV,串联电阻增加了0.141Ω-cm²,填充因子降低了1.24%,最终转换效率提高了0.4%,且性能的稳定性和可靠性也得到了改善。因此,通过改进生产工艺条件,可以制备高性能的太阳电池。本文实验从以下几个方面进行了优化:首先,分别采用提高扩散温度、改变扩散温度、提高POCl₃流量、调节扩散时间等扩散工艺优化太阳电池发射区的磷杂质浓度纵向分布,从而改善了短波光谱响应、表面复合速率、接触电阻、结的质量等性能;其次,采用适合的Ag浆料改善太阳电池的接触电阻和结的质量等性能;再次,正面金属电极采用密栅细栅设计,在不影响遮光损失的条件下,改善接触电阻等性能;最后,采用高温快速烧结工艺改善太阳电池的接触电阻和防止烧穿PN结。总之,通过采用上述的优化工艺,进一步改善太阳电池的性能,从而提高了转换效率,降低了生产成本。