本文将电阻率为0.2～4 Ω•cm 的掺镓硅片分别制备成常规铝背场电池和PERC 电池，并对电池的少子寿命、电性能参数和光致衰减进行测量，研究了电池性能的差别，为掺镓硅片投入工业化生产提供了参考。
实验结果表明：常规铝背场电池的转换效率随着电阻率的增加而增加，电阻率为3～4 Ω•cm 的电池转换效率最高为20.30%;PERC 电池的转换效率随着电阻率的增加而减小，电阻率为0.2～1 Ω•cm 的电池转换效率最高为21.38%。
实验
实验中使用的P 型单晶硅片尺寸为156.75mm×156.75 mm， 面积为244.32 cm2， 厚度为190(±10) μm。实验方案如表1 所示，常规铝背场电池基准组1 和PERC 电池基准组2 都选用目前工业化生产使用的掺硼硅片，电阻率为1～3Ω•cm;常规铝背场电池实验组1～4，选用电阻率依次为0.2～1 Ω•cm、1～2 Ω•cm、2～3Ω•cm、3～4 Ω•cm 的掺镓硅片;PERC 电池实验组5～8，同样选用电阻率依次为0.2～1 Ω•cm、1～2 Ω•cm、2～3 Ω•cm、3～4 Ω•cm 的掺镓硅片;每组样品数量均为400 片。
所有的电池片生产工艺均在常规的单晶硅太阳电池生产线上进行，主要工艺步骤( 其中步骤4)和6) 为PERC 电池独有的工艺) 如下：
1) 去损伤层、制绒：制绒金字塔大小1.5～2.5 μm;
2)PCl3 扩散：高温扩散形成n+ 发射极，方块电阻为90～98 Ω/ □;
3) 刻蚀及去磷硅玻璃层(PSG);
4) 硅片背面沉积Al2O3 和SiNx 钝化膜：Al2O3 薄膜厚度20 nm，SiNx 薄膜厚度130 nm;
5) 硅片正面沉积SiNx 减反射膜：SiNx 薄膜厚度78 nm，折射率2.08;
6) 硅片背面激光开窗：180 根线，线宽为40 μm;
7) 印刷电极;
8) 高温烧结;
9) 测试分选。实验中采用semilab RT-100 设备测量硅片电阻率，四探针法测试扩散后硅片方块电阻，使用semilab WT-1200 设备测试少子寿命，选用BERGER 在线I-V 测试系统，在25 ℃、AM 1.5、1 个标准太阳的条件下测试太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率等电性能参数。
结果与讨论
少子寿命
少子寿命是太阳电池设计和生产中的一个重要参数。它反映了太阳电池基体和表面对光生载流子的复合程度，表明了光生载流子的利用率。少子寿命直接影响太阳电池的开路电压、短路电流等电性能参数;若要提高太阳电池的转换效率，必须尽可能提高少子寿命。测试不同电阻率的掺镓硅片扩散后和镀完背面Al2O3 和正反面SiNx 后的少子寿命，每种电阻率各随机抽取5 片测试，求出5片的平均值。少子寿命对比如图1所示。
由图1 可知，在0.2～4 Ω•cm 的电阻率范围内，不论是扩散后还是PECVD 钝化后，硅片的电阻率越高，其少子寿命也越高[1]。在太阳电池中，少子寿命往往是由几种不同能级状态的复合中心支配的，硅片的电阻率越低，其基体掺杂浓度越高，硅片内部的杂质和晶格缺陷就越多，相应的少子寿命就越短。值得一提的是，相同的基体掺杂浓度，并不意味着有唯一的少子寿命，硅基体的少子寿命还和晶体的生长方式、退火时间和温度、晶体的冷却速度有关[2]。
电池性能
每组实验电池均为400 片，测试每片电池的电性能，并计算各项参数的平均值。图2a 为不同电阻率的掺镓硅片制成常规铝背场电池的电性能数据，图2b 为不同电阻率的掺镓硅片制成PERC 电池的电性能数据。
开路电压
