詳解：你不知道的鈍化接觸太陽能電池

晶硅太陽能電池的表面鈍化一直是設計和優化的重中之重。從早期的僅有背電場鈍化，到正面氮化硅鈍化，再到背面引入諸如氧化硅、氧化鋁、氮化硅等介質層的鈍化局部開孔接觸的PERC/PERL設計。雖然這一結構暫時緩解了背面鈍化的問題，但并未根除，開孔處的高復合速率仍舊存在，而且使工藝進一步復雜。近幾年來，一種既能實現背面整面鈍化，且無需開孔接觸的技術成為機構研究的熱點，這就是鈍化接觸（PassivatedContact）技術。當電池兩面均采用鈍化接觸時，還可能實現無需擴散PN結的選擇性接觸（SelectiveContact）電池結構。本文將具體解析鈍化接觸技術的背景，特點及研究現狀，并討論要怎么樣使用這一技術實現選擇性接觸電池。

表面鈍化的演進

圖1，太陽能電池表面鈍化結構的演進

鈍化的史前時代

在90年代之前晶硅電池商業化加工的早期，太陽能電池制造商已經開始采用絲網印刷技術，但與我們如今使用的又有所不同。緊要的差別在于兩點：首先當時的正面網印銀漿沒有燒穿（Fire-through）這一功能，因此在當時的加工線上，要先進行網印，而后沉積當時的TiO2減反射層。另一個差別在于當時的銀漿與硅形成有效歐姆接觸的能力較差，惟有與高摻雜的硅才可以接觸良好。由于TiO2沒有很好的鈍化功能，人們在當時并沒有過多的考慮鈍化。而且由于減反射層在金屬電極之上，因此沉積的時候要用模版遮擋主柵，以便后續的串焊。

雖然這一時期，在試驗室中，科研人員已經采用SiO2鈍化電池表面，并取得不俗的開路電壓和效率。

SiNx：H第一次進化

90年代，科研機構和制造商開始探索使用等離子體加強化學氣相沉積（PECVD）技術制備含氫的氮化硅（SiNx：H）薄膜用作電池正面的減反射膜。其中原由之一在于相對適宜的折射率，但更緊要的原由則在于氮化硅優良的的鈍化效果。氮化硅除了可以飽和表面懸掛鍵，降低界面態外，還通過自身的正電荷，減少正面n型硅中的少子濃度，從而降低表面復合速率。SiNx中攜帶的氫可以在燒結的過程中擴散到硅片中，對發射極和硅片的內部晶體缺陷進行鈍化，這對品質較低的多晶硅片尤其有效，大幅提高了當時太陽能電池的效率。

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