光伏产业作为能源转型和落实能源生产与消费革命的决定力量之一,产品的降本增效是我国实现光伏平价上网的基础,而研制新结构、开发新工艺一直是光伏电池生产制造中的重要环节。TOPCon型N-PERT高效电池相比传统P型晶体硅电池具有少子寿命高、无光致衰减及温度系数小等优点,是当前光伏电池技术研究的热点之一。本文对TOPCon型N-PERT双面电池开展模拟设计、关键技术研究及工艺优化等,主要内容如下:1.对影响电池性能的关键部分开展模拟设计,初步确定了电池结构的基础参数,结果为电池结构前表面采用70 nm的SiNx:H减反射膜层,2 nm的Al2O3层,1～2 nm的SiO2层;背表面采用80 nm的SiNx:H减反射膜层,120 nm磷掺杂的多晶硅层及1.2 nm的隧穿氧化层。2.对硼扩散工艺开展研究与优化,通过降低发射极饱和电流密度和发射极-金属接触电阻率得到最佳扩散工艺,优化后方块电阻的标准差从最初的5.12Ω/□降低为2.56Ω/□。同时通过对前表面钝化机理的系统研究,确定最佳钝化叠层组合为SiO2/Al2O3/SiNx:H。3.研究了本征Poly-Si层沉积、隧穿氧化层生长及Poly-Si层的掺杂工艺,结果表明为了得到最优电池转换效率,隧穿氧化层地最佳厚度为1.2 nm,最佳离子注入剂量为3.5e+15 cm-2,Poly-Si层的掺杂浓度为2～3×1020cm-3时,且磷掺杂源在背表面n-Si中形成一定的扩散“带尾”态时,背表面具有最优的钝化水平,电池转换效率平均值可达到22.44%。4.通过研究BOE清洗、背面印刷方式及金属化工艺等对电性能的影响,实现了工艺匹配与优化,数据显示TOPCon电池结构相比常规N-PERT电池结构可实现1%转换效率的提升。