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N型异质结背接触(HBC)单晶硅太阳电池兼具异质结(HIT)和背接触(IBC)两种电池的优点,可获得高的开路电压和大的短路电流,是未来N型高效太阳电池的发展方向之一。目前HBC太阳电池还未实现大规模的产业化,一方面电池复杂和严格的制造工艺有待提升,另一方面需要通过优化电池结构来提高转换效率。本文在介绍单晶硅太阳电池工作原理和异质结相关理论的基础上,利用Silvaco-TCAD仿真软件建立了HBC太阳电池的二维结构模型,在标准光照条件下对HBC电池的特性进行了仿真模拟。分析了N型单晶硅衬底参数、前表面和背表面的结构参数以及异质结界面态密度对HBC电池输出性能的影响。主要结果如下:衬底掺杂浓度一定时,衬底厚度增加,光吸收量增加,电池短路电流增大,但载流子的复合增加,开路电压下降,仅从电池转换效率角度考虑,衬底厚度在120—160μm之间时转换效率最高。衬底厚度一定时,掺杂浓度增加,串联电阻减小,填充因子提高,掺杂浓度在3×1016cm-3左右时,电池转换效率最高。前表面重掺杂的n+非晶硅与衬底之间可形成良好的场钝化,但非晶硅掺杂浓度超过1X 1019cm-3时,由于强电场的作用导致衬底前表面的电子被吸引至非晶硅层复合,电池转换效率下降,当掺杂浓度在4×1018-1×1019cm-3之间时电池转换效率较高。由于前表面存在光吸收损失,n+非晶硅层应不超过5nm。当电池单元个数不变、总宽度一定且间隔区宽度固定时,发射极宽度增加,空穴的输运距离变短,收集概率增大,短路电流增大,但背表面场宽度减小,电池的填充因子降低,当发射极宽度在700μm左右、背面场宽度在1OOμm左右时,电池转换效率效率最高。另外,p型非晶硅掺杂浓度应大于1 × 1019cm-3,背表面n型非晶硅掺杂浓度应大于5 × 1019cm-3。异质结界面态密度是前表面载流子复合的因素之一,模拟结果表明前表面界面态密度应低于1×1012cm-2eV-1,背表面界面态密度应低于1×1011cm-2eV-1。在综合分析了模拟结果的基础上,总结了电池结构的取值参数,初步确定了电池结构的优化参数,仿真结果表明短路电流密度为38.8mA/cm2、开路电压为744.6mV、填充因子为84.8、转换效率为24.5%。