晶硅太陽能電池的表面鈍化一直是設計和優化的重中之重。從早期的僅有背電場鈍化，到正面氮化硅鈍化，再到背面引入諸如氧化硅、氧化鋁、氮化硅等介質層的鈍化局部開孔接觸的PERC/PERL設計。雖然這一結構暫時緩解了背面鈍化的問題，但并未根除，開孔處的高復合速率依然存在，而且使工藝進一步復雜。近幾年來，一種既能實現背面整面鈍化，且無需開孔接觸的技術成為機構研究的熱點，這就是鈍化接觸（PassivatedContact）技術。當電池兩面均采用鈍化接觸時，還可能實現無需擴散PN結的選擇性接觸（SelectiveContact）電池結構。本文將詳細介紹鈍化接觸技術的背景，特點及研究現狀，并討論如何使用這一技術實現選擇性接觸電池。

表面鈍化的演進

鈍化的史前時代

在90年代之前晶硅電池商業化生產的早期，太陽能電池制造商已經開始采用絲網印刷技術，但與我們如今使用的又有所不同。主要的區別在于兩點：首先當時的正面網印銀漿沒有燒穿（Fire-through）這一功能，因此在當時的生產線上，需要先進行網印，而后沉積當時的TiO2減反射層。另一個區別在于當時的銀漿與硅形成有效歐姆接觸的能力較差，只有與高摻雜的硅才可以接觸良好。由于TiO2沒有很好的鈍化功能，人們在當時并沒有過多的考慮鈍化。而且由于減反射層在金屬電極之上，因此沉積的時候需要用模版遮擋主柵，以便后續的串焊。

雖然這一時期，在實驗室中，科研人員已經采用SiO2鈍化電池表面，并取得不俗的開路電壓和效率。

SiNx：H第一次進化

90年代，科研機構和制造商開始探索使用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）技術制備含氫的氮化硅（SiNx：H）薄膜用作電池正面的減反射膜。其中原因之一在于相對合適的折射率，但更重要的原因則在于氮化硅優良的的鈍化效果。氮化硅除了可以飽和表面懸掛鍵，降低界面態外，還通過自身的正電荷，減少正面n型硅中的少子濃度，從而降低表面復合速率。SiNx中攜帶的氫可以在燒結的過程中擴散到硅片中，對發射極和硅片的內部晶體缺陷進行鈍化，這對品質較低的多晶硅片尤其有效，大幅提高了當時太陽能電池的效率。

伴隨著鈍化材料上的創新，銀漿材料與燒結工藝上的變革也同時到來，那就是可以燒穿的漿料和共燒（Co-firing）燒結工藝。有了燒穿特性后，可以先進行減反射膜的沉積，后網印漿料，然后燒結。由于順序的顛倒，不用再擔心金屬柵線上覆蓋的減反射層影響焊接，也省去了沉積TiO2需要的部分遮擋。同時人們發明了將正反面漿料一次燒結的共燒工藝，在一次燒結中，正面的銀漿穿過SiNx與硅形成接觸，而背面的鋁漿也同步形成背面電極和背電場（backsurfacefield）。這一系列改進大大簡化了絲網印刷電池的工藝，并逐漸成為了晶硅電池生產的主流。

AlOx第二次進化

隨著電池正面的鈍化效果和接觸性能由于SiNx的使用和銀漿改進在不斷提高，進一步優化正面已經進入瓶頸階段，人們把視線投向了另一個復合嚴重的區域，那就是電池的背表面。雖然在傳統絲網印刷的晶硅電池中，鋁背場可以減少少子濃度，減少復合，但仍然無法與使用介質層帶來的鈍化效果相比較。其實背面的介質層鈍化也非新鮮話題，UNSW早在90年代就提出了發射極和背面鈍化（PERC）結構以及發射極和背面鈍化局部擴散（PERL）結構，在早期設計中，這兩種結構都在背面采用氧化硅層鈍化，局部開孔實現點接觸以減少非鈍化區域的面積。兩者的區別在于是否在開口區域進行局部摻雜擴散，局部擴散增加工藝難度，但會形成局部背電場，減少接觸部分的復合速率。但高品質氧化硅的生長需要較高的溫度，對于已經經過高溫擴散的硅片來說，為減少對體少子壽命的影響，應盡量減少長時間的高溫工藝，因此對其他材料的搜索在2000年左右提上議事日程。

既然SiNx已經在電池正面證明有諸多好處，那能否在背面繼續使用這一材料呢。答案是否定的，上面已經提到，SiNx鈍化的機制之一在于利用其正電荷減少正面n型區的少子濃度，可是到了p型的背面，其正電荷將有可能在背面誘導形成一層n型反轉層（inversionlayer），這會造成背面的旁路損失，影響電流，降低電壓和填充因子。

那么問題來了，鈍化背面究竟哪家強呢？在歐洲幾家研究機構的努力下，一種對光伏研究人員并不陌生的材料的又一次走到臺前，那就是氧化鋁（AlOx）。其不但像SiNx一樣可以鈍化表面缺陷，還擁有與SiNx相反的負電荷，正是因為這一點，在p型硅背面使用AlOx鈍化層，不但不會形成反轉層造成漏電，反而會增加p型硅中多子濃度，降低少子濃度，從而降低表面復合速率。不過AlOx的使用也需要伴隨這工藝的改進和設備的進步，例如解決高速沉積AlOx的問題，氧化鋁本身的不穩定性以及良品率較低等問題。