Al2O3中铝原子存在两种配位方式：6个氧原子的八面体中心位置和4个氧原子的四面体中心位置。在PECVD生长的Al2O3薄膜中，这两种形态的Al2O3同时存在[5]。经过高温热处理过程，八面体结构会转换为四面体结构，产生间隙态氧原子，间隙态氧原子夺取p型硅中的价态电子，形成固定负电荷，使Al2O3薄膜显出负电性，在Al2O3/Si界面产生一个指向硅片内部的界面电场，使载流子可迅速逃离界面，降低界面复合速率，提高硅片少子寿命[6-8]。2 Al2O3厚度对电池特性的影响

采用梅耶博格公司的玛雅2.1设备来制备Al2O3/SixNy薄膜与背面保护氮化硅薄膜，高频信号发生器频率为13.56GHz。所用气体为三甲基铝(TMA)、高纯氩气、高纯氨气和高纯硅烷，实验时反应气体直接通入反应腔体内，反应腔体压力为10～30Pa，反应温度为300～400℃。正面氮化硅使用中国电子科技集团公司第四十八研究所PECVD设备制备，高频信号发生器频率为40kHz。采用西安隆基M2单晶硅片。使用Sinton公司的WCT120设备检测硅片的少子寿命。使用Despatch公司生产的高温烧结炉进行高温快速热处理。

2.1Al2O3厚度对硅片少子寿命的影响

为了研究Al2O3薄膜厚度对硅片少子寿命的影响，我们制备了不同厚度的Al2O3薄膜，保护SixNy薄膜的厚度为100nm，折射率为2.1，正面SixNy厚度为80nm，折射率为2.0。当Al2O3镀膜时间为60s时，使用SENTECHSE800型椭偏仪测试Al2O3厚度为25nm，假定Al2O3薄膜生长速率恒定，通过调整镀膜时间来调整Al2O3薄膜厚度。使用Sinton公司的WCT120型少子寿命测试仪分别测试快速热处理前后的少子寿命，快速热处理温度曲线采用常规太阳电池烧结温度曲线。结果如表1所示。

3 烧结曲线对电池片性能的影响

3.1烧结温度对铝硅合金层厚度的影响

为了研究烧结温度对铝硅合金层的影响，首先以常规单晶电池烧结曲线对PERC电池片进行烧结，然后使用扫描电镜观察测量剖面，PERC背面铝浆为南通天盛公司生产的BD-5型号铝浆。

如图1所示，以常规温度曲线烧结的PERC电池的铝硅合金层(BSF)只有约1μm。常规单晶电池的铝硅合金层厚度通常约为10μm。PERC电池专用铝浆为了保护背面Al2O3钝化层而使用了弱刻蚀的玻璃体，这应是导致差异的主因。尝试提高烧结炉温区3、4温度，再次进行烧结与检测，如图2所示，铝硅合金层厚度为3.55～4.72μm，相对于常规烧结曲线，铝硅合金层厚度明显增加。铝硅合金层厚度将直接影响铝背场对载流子的收集效率，从而影响PERC电池的电性能参数。

3.2烧结曲线对PERC电池转换效率的影响

对比了以下5组烧结曲线，分析对比开路电压、短路电流、填充因子等电性能参数，烧结炉带速为5m/min。其中编号a的曲线为常规电池烧结曲线。

4 结论

Al2O3薄膜的钝化作用可以由烧结前后的少子寿命变化量来衡量，在我们制备的5组样品中，Al2O3薄膜越厚，少子寿命在烧结前后的增加量越大，但过厚的Al2O3薄膜会对激光开膜造成影响，降低PERC电池片的填充因子，在此次试验中，Al2O3厚度为20nm的样品获得了最高的转换效率。Al2O3的表面钝化作用在PERC电池的效率提升中起到了关键作用。

由于PERC电池专用铝浆使用了弱刻蚀性的玻璃体，所以相对与常规电池的烧结曲线，铝浆烧结区需要升高温度才能获得良好的铝硅合金层(BSF)。过高的峰值温度会导致铝浆烧穿Al2O3上的SixNy保护层，破坏Al2O3的钝化效果，形成额外的导电通道，开路电压、短路电流、串联电阻与转换效率均会大幅降低，但并联电阻相对保持稳定。PERC电池的烧结既需要足够高的温度来保证铝浆与硅片充分反应，又需要将烧结温度限制在一定范围内，以保证铝浆不会烧穿Al2O3上的SixNy保护层。

原标题：单晶PERC竞速，这些工艺做到极致是最基本要求~