随着晶硅太阳能电池产业的迅速发展,在PC机上实现对单晶硅太阳能电池工艺仿真以及单晶硅太阳能电池器件电学特性的仿真分析,对于探索新工艺,工艺现场优化、指导工业生产具有重要的科学意义和应用价值。本文构建了单晶硅太阳能电池模型,研究了单晶硅太阳能电池扩散工艺中各步序(氧化、预扩散与再分布)、p-n结特性的主要参数(结深与表面浓度)等对单晶硅太阳能电池电学特性的影响,在PC机上实现了单晶硅太阳能电池扩散工艺仿真以及单晶硅太阳能电池器件仿真,并对两种典型的单晶硅太阳能电池扩散工艺进行了仿真和优化,得到了最优结构与工艺的太阳能电池电学特性。研究结果表明,采用扩散工艺条件1时单晶硅太阳能电池的开路电压为0.6215V,短路电流为3.545A,转换效率达到18.15%；工艺条件2时获得的开路电压为0.6208V,短路电流为3.489A,转换效率为17.88%。该结果与实验所测结果基本吻合,验证了仿真方法的正确性。通过反复优化得到了最佳工艺参数。在此工艺参数下,单晶硅太阳能电池开路电压达0.622V,短路电流达3.545A,转换效率达到18.16%,且该工艺较原工艺条件1能缩短24分钟的扩散工艺时间,明显提高生产效率。优化后的具体工艺参数为：氧化温度880℃,氧化时间10min,不携源N2流量20000ml/min,O2流量2000ml/min;预扩散温度880℃,预扩散时间19min,不携源N2流量2200ml/min,携源N2流量为2400ml/min,O2流量3000ml/min;再分布温度880℃,再分布时间8min,不携源N2流量20000ml/min,O2流量3000ml/min。