眾所周知，利用太陽能有許多優點，光伏發電將為人類提供主要的能源，但目前來講，要使太陽能發電具有較大的市場，被廣大的消費者接受，提高太陽電池的光電轉換效率，降低生產成本應該是我們追求的最大目標，從目前國際太陽電池的發展過程可以看出其發展趨勢為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。

　　從工業化發展來看，重心已由單晶向多晶方向發展，主要原因為；（1）可供應太陽電池的頭尾料愈來愈少；（2）對太陽電池來講，方形基片更合算，通過澆鑄法和直接凝固法所獲得的多晶硅可直接獲得方形材料；（3）多晶硅的生產工藝不斷取得進展，全自動澆鑄爐每生產周期（50小時）可生產200公斤以上的硅錠，晶粒的尺寸達到厘米級；（4）由于近十年單晶硅工藝的研究與發展很快，其中工藝也被應用于多晶硅電池的生產，例如選擇腐蝕發射結、背表面場、腐蝕絨面、表面和體鈍化、細金屬柵電極，采用絲網印刷技術可使柵電極的寬度降低到50微米，高度達到15微米以上，快速熱退火技術用于多晶硅的生產可大大縮短工藝時間，單片熱工序時間可在一分鐘之內完成，采用該工藝在100平方厘米的多晶硅片上作出的電池轉換效率超過14％。據報道，目前在50～60微米多晶硅襯底上制作的電池效率超過16％。利用機械刻槽、絲網印刷技術在100平方厘米多晶上效率超過17％，無機械刻槽在同樣面積上效率達到16％，采用埋柵結構，機械刻槽在130平方厘米的多晶上電池效率達到15.8％。

　　下面從兩個方面對多晶硅電池的工藝技術進行討論。

　　1. 實驗室高效電池工藝

　　實驗室技術通常不考慮電池制作的成本和是否可以大規模化生產，僅僅研究達到最高效率的方法和途徑，提供特定材料和工藝所能夠達到的極限。

　　1.1關于光的吸收

　　對于光吸收主要是：

　　（1）降低表面反射；

　　（2）改變光在電池體內的路徑；

　　（3）采用背面反射。

　　對于單晶硅，應用各向異性化學腐蝕的方法可在（100）表面制作金字塔狀的絨面結構，降低表面光反射。但多晶硅晶向偏離（100）面，采用上面的方法無法作出均勻的絨面，目前采用下列方法：

　　［1］激光刻槽

　　用激光刻槽的方法可在多晶硅表面制作倒金字塔結構，在500～900nm光譜范圍內，反射率為4～6％，與表面制作雙層減反射膜相當。而在（100）面單晶硅化學制作絨面的反射率為11％。用激光制作絨面比在光滑面鍍雙層減反射膜層（ZnS/MgF2）電池的短路電流要提高4％左右，這主要是長波光（波長大于800nm）斜射進入電池的原因。激光制作絨面存在的問題是在刻蝕中，表面造成損傷同時引入一些雜質，要通過化學處理去除表面損傷層。該方法所作的太陽電池通常短路電流較高，但開路電壓不太高，主要原因是電池表面積增加，引起復合電流提高。

　　［2］化學刻槽

　　應用掩膜（Si3N4或SiO2）各向同性腐蝕，腐蝕液可為酸性腐蝕液，也可為濃度較高的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，該方法無法形成各向異性腐蝕所形成的那種尖錐狀結構。據報道，該方法所形成的絨面對700～1030微米光譜范圍有明顯的減反射作用。但掩膜層一般要在較高的溫度下形成，引起多晶硅材料性能下降，特別對質量較低的多晶材料，少子壽命縮短。應用該工藝在225cm2的多晶硅上所作電池的轉換效率達到16.4%。掩膜層也可用絲網印刷的方法形成。

　　［3］反應離子腐蝕（RIE）

　　該方法為一種無掩膜腐蝕工藝，所形成的絨面反射率特別低，在450～1000微米光譜范圍的反射率可小于2％。僅從光學的角度來看，是一種理想的方法，但存在的問題是硅表面損傷嚴重，電池的開路電壓和填充因子出現下降。

　　［4］制作減反射膜層

　　對于高效太陽電池，最常用和最有效的方法是蒸鍍ZnS/MgF2雙層減反射膜，其最佳厚度取決于下面氧化層的厚度和電池表面的特征，例如，表面是光滑面還是絨面，減反射工藝也有蒸鍍Ta2O5， PECVD沉積 Si3N3等。ZnO導電膜也可作為減反材料。

　　1.2金屬化技術

　　在高效電池的制作中，金屬化電極必須與電池的設計參數，如表面摻雜濃度、PN結深，金屬材料相匹配。實驗室電池一般面積比較小（面積小于4cm2），所以需要細金屬柵線（小于10微米），一般采用的方法為光刻、電子束蒸發、電子鍍。工業化大生產中也使用電鍍工藝，但蒸發和光刻結合使用時，不屬于低成本工藝技術。

[$page]　　［1］電子束蒸發和電鍍

　　通常，應用正膠剝離工藝，蒸鍍Ti/Pa/Ag多層金屬電極，要減小金屬電極所引起的串聯電阻，往往需要金屬層比較厚（8～10微米）。缺點是電子束蒸發造成硅表面/鈍化層介面損傷，使表面復合提高，因此，工藝中，采用短時蒸發Ti/Pa層，在蒸發銀層的工藝。另一個問題是金屬與硅接觸面較大時，必將導致少子復合速度提高。工藝中，采用了隧道結接觸的方法，在硅和金屬成間形成一個較薄的氧化層（一般厚度為20微米左右）應用功函數較低的金屬（如鈦等）可在硅表面感應一個穩定的電子積累層（也可引入固定正電荷加深反型）。另外一種方法是在鈍化層上開出小窗口（小于2微米），再淀積較寬的金屬柵線（通常為10微米），形成mushroom—like狀電極，用該方法在4cm2 Mc-Si上電池的轉換效率達到17.3％。目前，在機械刻槽表面也運用了Shallow angle （oblique）技術。

　　1.3 PN結的形成技術

　　［1］發射區形成和磷吸