◎叠层钝化
热生长的SiO2由于其良好的致密性，具有很好的表面钝化作用，而等离子体增强化学气相沉积法沉积的SiNx薄膜对硅片的表面和体内都有一定的钝化作用。由于波长较短的光在电池表面很小的薄层内吸收较为充分，因此为了更好地降低电池表面的复合速率，提高电池的短波响应，同时结合热生长SiO2的表面钝化特性、等离子体增强化学气相沉积法沉积SiNx有良好的减反射以及体钝化特点，研究人员对晶体硅太阳电池采用了SiO2/SiNx叠层的钝化结构，对晶体硅太阳电池进行了有效的表面钝化和体钝化显著增大了太阳电池的短路电流和开路电压，进而提高了太阳电池的转换效率。目前叠层钝化已是晶体硅太阳电池研究的一个重要方向。
图：基于AlOX的背钝化技术的市场份额预测(来源：ITRPV 2018)
表：PECVD与ALD Al2O3钝化膜制备工艺比较
量产设备的出现也是PERC实现产业化不可或缺的因素。钝化量产设备分为两派：一派以德国Centrotherm为代表，采用PECVD生长的氧化硅/氮化硅叠层膜作为背面钝化膜，另一派以德国R&R公司为代表生产的氧化铝镀膜设备，并且开发出二合一的氧化铝叠层膜设备。而对于氧化铝镀膜设备根据其生长原理不同有两种，一种是以原子层沉积技术生长氧化铝膜，另外一种则是以PECVD(等离子体增强化学气相沉积)方式获得氧化铝膜。采用原子层沉积技术生长氧化铝膜量产设备亦有两个类型：一是以BeneQ和ASM为代表的管式设备，存在主要问题是：产能低，存在正面绕射问题。另外一种则以Rena SolayTec，Levitech为代表的在线式设备，在线式设备不存在产能和绕射问题。而采用PECVD(等离子体增强化学气相沉积)方式获得氧化铝膜的主要厂家有R&R，AMAT，MANZ，Singulus等。对于开孔的量产设备，若选择腐蚀浆料开孔，添加一台印刷机即可。若选用激光开孔，目前主流的激光量产设备采用的是纳秒级激光器，主要厂家有Rofin，Inonnas，MANZ等公司。
满足perc电池需要的新材料的推出，也是推动PERC产业化显著进展的一大功臣。尤其是浆料公司开发出适合于硅衬底局域接触的太阳能电池用铝浆，使得PERC电池的阵地由实验室走向产业化。使用传统铝浆，在局域接触条件下高温烧结时，基体硅材料易溶于铝，使得铝和基体材料接触界面形成空洞而断路，增大了铝硅的局域接触电阻。美国杜邦公司通过浆料成分的改进，结合合适的烧结工艺，开孔处可以形成连续的局域铝背场，并且孔洞填充充实，没有空洞。
背面抛光工艺
多晶硅太阳能电池背面抛光工艺既是一步单独的工序又是为下一步背面钝化镀膜的准备工序。需要去除背绒面的原因是，与抛光表面相比，带有随机金字塔结构的表面复合速度较高。一个显著的原因是，绒面在增加表面积的同时也增加了悬空键。尤其是在应用PECVD时，钝化层在平滑表面的沉积效果最佳。由于电池背面并不主动参与光的吸收，也不直接捕捉光子，所以去除背绒面不会造成损失。根据传统的扩散方法，硅片将单面或双面掺杂。一旦磷出现在背面，就必须被除去。
除非采用激光边缘隔离技术。背面抛光并不需要添加专门的工艺和设备。只需在清洗时改变用于蚀刻的化学试剂。在这个步骤中，可以加强化学试剂以达到理想的表面粗糙度。
蚀刻成都也取决于介质膜沉积的工艺。如ALD沉积膜的质量非常好，因而不需要为了追求钝化效果而主动抛光。不过通常在蚀刻背面发射极和PSG过程中，都会蚀刻掉1至2微米。同时在该工序中可以通过提高蚀刻强度来形成理想的表面粗糙度。为了最优化电池的性能，蚀刻的最佳厚度为5-6微米。另一方面，过于光滑的表面除了提高成本以外，也无益于电池的性能。虽然抛光可以大大降低表面复合速度，但保留一定的粗糙度有利于形成接触以及光的捕获。报告显示，表面粗糙度最佳值为300-500纳米。换言之，在进行表面蚀刻时，一方面要足以去除磷和金字塔尖顶，另一方面要保留一定纹理以达到最佳电极接触和捕光效果。行业专家认为，PECVD工艺将需要从表面去除约6微米厚的硅层，而基于ALD的钝化方案则需要4-5微米。
金属化工艺
对于PERC电池，其金属化工艺仍可采用丝网印刷工艺，但由于PERC电池的背面结构发生改变，对导电浆料的性能提出了不同于常规电池浆料的要求。
在背面局部金属化阶段，会遇到铝背场空洞问题，即局部金属接触区域未形成铝背场，硅溶解进铝而形成空洞，会造成接触电阻的提高和填充因子的下降。PERC电池对背面铝浆基本要求如下：(1)开膜处填充效果良好;(2)对介质膜的损伤适中;(3)形成连续的、均匀的、厚度合适的局部铝背场(LBSF);(4)具备良好的可靠性，如附着性、EL、耐老化性能等。
对于PERC背面银浆，除需具备传统晶硅电池背银所必需的良好的印刷性能和较低的银含量特性之外，还应当具备如下几条要素：(1)低活性，减少玻璃粉与钝化膜的反应，避免银浆与硅片接触部分形成大量复合中心，提高电池片开路电压;(2)较宽的工艺窗口，适应低温烧结工艺;(3)优秀的附着力，及老化附着力。
对于PERC电池正面银浆而言，为了配合perc技术获得更高的转换效率，除了提高接触性能，细线印刷降低栅线遮光面积等常规性能之外，还需要能够叠加双次印刷，分步印刷，多主栅技术。同时，为了帮助PERC电池降低光致衰减效应，还要求银浆拥有宽的烧结工艺窗口，能够适应低温烧结。
随着PERC电池的快速发展，市场对PERC电池专用金属导电浆料的需求越来越强烈。为了配合PERC电池对浆料的特殊需求，浆料供应商开发了一系列PERC电池专用浆料，如PERC正面低温银浆、背面铝浆、PERC+背面烧穿浆料等。
PERC电池效率记录
1、PERC电池技术与常规电池效率比较
光电转换效率是晶体硅太阳能电池最重要的参数。2017年，我国产业化生产的常规多晶硅电池转换效率达到18.8%，单晶硅电池转换效率达到20.2%。
与常规电池相比，PERC电池的优势主要有两个方面：
(1)内板反射增强，降低长波的光学损失;
(2)高质量的背面钝化，这使得PERC电池的开路电压(Voc)和短路电流(Isc)较之常规电池邮大幅提升，从而电池转化效率更高。
目前，PERC技术成为P型电池效率继续提升的主要方法，但PERC技术应用在多晶及单晶电池片上的效率表现有所差异。单晶电池产线在导入PERC技术后，可使转换效率绝对值提升1%以上，即单晶PERC电池产业化效率可达到21%以上，部分领先企业可将效率提升至21.5%;应用在多晶电池上有绝对值0.6%以上的效率提升，PERC多晶电池产业化效率可达到19.5%。此外，若在多晶PERC电池上叠加黑硅技术，产业化效率可达到20%以上。目前市场主流太阳能电池效率水平及组件功率如下图所示。
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