叉指背接触式光伏电池是一种新颖的电池结构,其前表面的无栅线设计可减小光学损失,从而提高电池的效率。常规生产的N型电池由高温硼扩散实现,作为硼扩散的替代品,铝扩散电池可避免高温过程对硅片造成伤害并防止B-O复合对的产生,而且制备工艺更为经济、便利。因此叉指式背接触铝扩散N型硅光伏电池被认为是能够提高电池效率同时降低制备成本的最有效途径。本文在介绍晶硅光伏电池物理基础及相关理论的基础上,利用PC1D仿真软件建立了叉指背接触式光伏电池的结构模型。基于制备高效叉指背接触式N型硅光伏电池的要求设置电池参数,对电池特性进行数值模拟,系统地研究并分析前表面结构参数、衬底参数和背表面结构参数对电池主要性能参数的影响,计算预期所能达到的最高效率和理论获得的工艺最优条件。研究同时满足低串联电阻、低界面态,以及低复合速率的电极制备技术,解决直接烧结形成Al-P⁺发射极的漏电问题,以求最大幅度提升电池效率。本文完成的主要工作如下:（1）以晶硅光伏电池作为研究基础,研究了工作原理、特性表征以及高效晶硅光伏电池的结构及特点,从而设计叉指背接触式结构的铝扩散N型硅光伏电池。（2）对叉指背接触式光伏电池器件的结构进行设计,电池的PN结和金属电极全部设置在电池背面,正负电极呈指交叉状排布;前表面采用“金字塔”绒面结构;淡磷、浓磷分区扩散;背面进行定域、小面积的铝扩散P⁺区;采用SiO₂/SiN_x、Al₂O₃/SiN_x双面钝化。根据器件结构搭建了PC1D物理模型,并设定了仿真参数。研究了叉指背接触式光伏电池制备工艺流程。（3）利用PC1D对叉指背接触式光伏电池进行数值模拟,分别分析了前表面场、背表面场表面掺杂浓度,前表面复合速率,衬底厚度,体电阻率及体寿命,P⁺发射极掺杂浓度及深度对光伏电池输出特性的影响。根据模拟结果对叉指背接触式光伏电池进行优化,优化后的电池具备良好的输出特性,在AM1.5条件下转换效率高达23.54%。（4）分析了Al-P⁺发射极的俄歇复合及SRH复合问题,并研究了Al-P⁺发射极修饰与钝化,通过理论模拟,设计低复合态、无漏电现象的叉指型电极,从而提升电池的转换效率。