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非晶硅/晶体硅异质结太阳电池是晶体硅太阳电池的典型类型。非晶硅与晶体硅异质结之间插入一层本征非晶硅层可改善该类器件的性能,这是日本松下公司HIT电池高转换效率的关键技术因素之一。众多研究者从器件结构、构成材料和制备工艺等方面对非晶硅/晶体硅异质结太阳电池进行研究。本文重点研究了三部分内容:一是热过程对非晶硅薄膜（包括氢化非晶硅α-Si:H和氢化非晶氧化硅α-SiOx:H）钝化n型直拉硅片（n-Cz-Si）的影响及作用机理;二是热丝化学气相沉积法（HWCVD）沉积α-SiOx:H钝化n-Cz-Si的可行性和控制机制;三是设计和制备非晶硅/晶硅异质结太阳电池。主要研究内容和结果如下:1、钝化层薄膜α-Si:H和α-SiOx:H性能与沉积衬底温度和后继热过程的温度关系密切。室温沉积钝化效果不理想,随衬底温度升高α-Si:H和α-SiOx:H钝化性能变优,在200220℃效果最佳;室温沉积薄膜样品随不同温度热处理少子寿命逐渐增大,在275℃有极大值;对于衬底加热和后继热处理两个热过程的耦合影响,所做实验范围内α-Si:H和α-SiOx:H膜温度最佳搭配分别为室温沉积275℃热处理和100℃沉积275℃热处理,最低表面复合速率为2.2cm/s和3.1cm/s。2、α-Si:H和α-SiOx:H膜中的SiHx键构成显著影响薄膜钝化性能,膜中SiH2相对含量在0.10.7之间效果最优,并非SiH2含量越高或越低越好。3、HWCVD法沉积α-SiOx:H作为非晶硅/晶体硅异质结太阳电池的钝化层,热丝的氧化问题可通过工艺的优化得到解决。所得最优钝化效果样品的最高少子寿命为2530ms（表面复合速率2.6cm/s）,微观结构常数R*为0.15,沉积速率为0.46nm/s。4、在器件结构方面,理论分析与实验均证实高-低掺杂双层α-Si:H膜的发射极结构比单层α-Si:H膜的发射极结构性能更优。采用双层发射极结构增加了器件的空间电荷区的内建电势,增加了短波长光生载流子的收集效率;还减少了发射极与TCO层的接触电阻,增加隧穿电流;而对应重掺杂α-Si:H膜的制备工艺变化减少了器件中的载流子激活能,有利于器件转换效率的提高。5、设计并制备了扩散c-Si背场α-Si:H/c-Si异质结太阳电池。理论分析及实验均证实了扩散c-Si背场α-Si:H/c-Si异质结太阳电池性能优于HIT结构异质结电池,提升主要在短路电流方面。c-Si背场面作为主入光面尤为显著。电池背场的更小光吸收损耗的特性是主要原因。