光伏发电是一种绿色安全无污染的能源供应方式。钝化发射极背接触(Passivated Emitter Rear Contact,钝化发射极背接触)太阳电池作为光伏组件的核心部分,自问世以来就以高的转换效率而备受青睐。提升太阳电池的光电转换效率一直是研究和产业应用关注的热点和焦点。在各种电池提效技术中,选择性发射极(SE)结构是一种具有宽阔产业应用前景的新技术。这种技术的特点在于通过在金属电极下方区域形成重掺杂,可以降低接触电阻。而在金属电极之间的区域形成轻掺杂,降低载流子的复合速率,增加少子寿命,进一步改善太阳电池的转换效率。本文将结合电池工艺生产线,采用整形激光掺杂制备PERC电池的选择性发射极,系统的研究了激光参数对发射极性能的影响,分析电池性能提升的机理,并通过优化与选择性发射极匹配的金属电极,进一步提升电池效率。论文的主要内容包括以下方面:(1)阐述选择性发射极结构的特点,并对比分析现有的选择性发射极结构的工艺制备技术。结合电池产线研发需求,本文重点介绍整形激光直接掺杂磷硅玻璃(PSG)制备选择性发射极结构,讨论和分析选择性发射极改善电池接触电阻、短路电流、开路电压以及转换效率的原理。(2)根据激光光斑重叠率理论公式,结合激光能量密度,分析了激光光斑在硅片上的作用形式以及激光划线路径上能量密度的变化。系统研究了激光能量密度对硅片形貌、方阻、掺杂浓度和结深的影响。(3)结合电池生产线,制备不同激光掺杂条件下的PERC太阳电池片,优化最佳激光掺杂条件,PERC电池工艺线电池的效率提升至21.69%。采用电致发光(EL)测试分析PERC电池低效的原因,保证电池生产的良品率。(4)分析PERC+SE电池正面的串联电阻模型及功率损耗,对正面电极的功率损耗进行了数值模拟,并结合实测的太阳电池电性能数据进行比较和分析指导PERC+SE电池的电极网板设计。最后,将优化设计的电极网板应用于电池工艺生产线,实现工艺线电池光电转换效率进一步提升到21.85%。本文结合PERC电池工艺生产线,系统地研究了整形激光掺杂工艺制备选择性发射极,实现了工艺线PERC电池效率的提升,为整形激光掺杂在晶硅电池生产工艺的应用提供了理论和应用基础,具有较大的应用前景。