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硅异质结太阳电池由于具有高效低成本的特点而在国际光伏市场上倍受关注。由于硅异质结太阳电池的非晶硅/晶体硅(a-Si∶H/c-Si)界面处于电池的p-n结之内，界面质量的优劣直接影响电池的性能参数，因此需要对a-Si∶H/c-Si界面复合速率进行有效的控制。同时，作为构成硅异质结太阳电池的重要组成部分之一，电池的p型发射层与n型背场材料需满足光电和结构特性，以及能带匹配等方面的要求;而且这两部分掺杂层的沉积还不能影响i-a-Si∶H材料的微结构特性，以保证a-Si∶H/c-Si界面的钝化效果。同样，ITO薄膜作为硅异质结太阳电池窗口层的一部分，不仅需满足宽光谱透过和高电导的要求，同时其制备工艺还需对已沉积的发射极和背场具较低的粒子轰击，以保证器件的输出特性。本论文的研究内容及相关成果包括如下几个方面: 第一、为适配硅异质结太阳电池对ITO薄膜的特殊要求，采用具有低轰击沉积特点的反应热蒸发(RTE)技术制备了ITO薄膜，并针对改善RTE-ITO薄膜的电学特性提出了解决方案，即采用CO2/H2两步等离子体处理的方法提升其电学特性。其中第一步CO2等离子体处理可有效提高RTE-ITO材料的晶粒尺寸，降低氧空位密度，并使薄膜表面呈现富O环境。而第二步低功率的H2等离子体处理可有效补偿载流子浓度的损失，并由H+钝化RTE-ITO薄膜晶粒间界的缺陷，降低晶粒间界势垒高度。经处理后的RTE-ITO薄膜电学特性有显著改善。 第二、针对单晶硅衬底的制绒及后续a-Si∶H/c-Si界面钝化的问题，首先研究了不同工艺去损伤层之后衬底表面的形貌特征，掌握了金字塔分布、尺寸及嵌套密度等特性与宏观工艺参数间的对应关系。而后提出无机NaOH碱液与有机TMAH碱液相结合对硅片表面制绒的方法，研究了无机-有机复合制绒所获衬底的表面形貌和光学特性。其次，针对c-Si表面钝化，研究了H2等离子体预处理对硅片表面的作用机制，及其对后续沉积a-Si∶H薄膜特性的影响。而后研究了不同低温沉积条件下制备的a-Si∶H钝化层对硅片表面钝化效果及电池输出特性的影响。 第三、为满足硅异质结太阳电池对前后掺杂层的特殊要求，通过优化工艺条件制备了p-a-Si∶H、p-nc-Si∶H等薄膜材料，并在此基础上制备了具有宽带隙、高电导特性的p-a-Si∶H/p-nc-Si∶H复合发射层。通过对材料特性和电池输出特性的分析发现，p-a-Si∶H/p-nc-Si∶H复合发射层中的p-nc-Si∶H，除可为电池提供足够的内建电场，并对a-Si∶H/c-Si界面具有较好的场钝化效果外，还可改善电池p/ITO之间的接触特性，进而提升电池的输出特性。通过分析电池背场对光学和电学特性，提出采用n型纳米晶硅氧(n-nc-SiOx∶H)薄膜作为硅异质结太阳电池的背场层。为提高n-nc-SiOx∶H材料的晶化率从而进一步提升电导和掺氧量，降低n-nc-SiOx∶H沉积过程对本征a-Si∶H钝化层的影响，在n/i界面之间引入了n-nc-Si∶H缓冲层，并就其对电池性能的改善作用进行了研究。最终基于商业化Cz制绒硅片，采用RTE-ITO薄膜作为TCO层，p-a-Si∶H/p-nc-Si∶H材料作为发射层，n-nc-SiOx∶H作为背场，制备的硅异质结太阳电池效率达到20.54％(Voc=704mV，Jsc=38.93mA/cm2,FF=74.96％)。 第四、从电池衬底表面结构和发射极材料两方面设计和制备了新型硅异质结太阳电池。针对电池衬底表面结构，制备了基于微米级金字塔和硅纳米线的微纳复合衬底，并应用到硅异质结太阳电池的制备工艺中。考虑到目前限制纳米线太阳电池效率的主要原因在于纳米线阵列的高表面缺陷态密度，因此采用了低浓度TMAH溶液对其表面进行修饰，有效降低了光生载流子的界面复合速率，改善了微纳复合结构硅异质结太阳电池的输出特性参数。针对电池发射极材料部分，将传统的p型硅薄膜发射层替换为采用热蒸发工艺制备的MoOx空穴选择层，并对电池结构和载流子输运机制进行了研究。为进一步降低对PECVD设备的依赖程度，采用基于MOCVD制备的低硼掺杂ZnO(BZO)薄膜替代n型硅薄膜背场层，制备了MoOx/c-Si/BZO结构的异质结太阳电池，并对电池的材料和界面特性进行了分析研究。