PERC（Passivated Emitter and Rear Cell）太阳能电池作为一种高效晶硅电池,近年来已经备受光伏市场的关注。经过多年的发展,PERC太阳能电池采用了原子层沉积等技术对电池进行背钝化,提高了钝化质量,实现了高开路电压。PERC太阳能电池的制备技术较为成熟,生产条件与背铝太阳能电池相兼容。目前,工业上生产的晶硅PERC太阳能电池的厚度一般为170～180μm,平均电池效率为22%,但对于标准厚度的PERC太阳能电池,如何进一步提高电池效率还有待研究。与传统PERC太阳能电池的重点不同,本文主要研究显著减薄的硅PERC太阳能电池的设计和效率研究,因为硅材料的成本占电池成本的55%～60%,模块成本的40%左右。薄晶硅PERC太阳能电池具有很高的成本效益,是下一阶段光伏发展非常有前景的技术。但是,电池厚度的降低也会导致电池效率的降低。因此,本论文致力于薄片化PERC太阳能电池的研究,通过仿真模拟,合理地设计电池结构来增强电池的光吸收,进而提高短路电流密度Jsc,进而改善光电转换效率,解决薄片化PERC太阳能电池的效率损失问题。本文的研究内容如下:首先以工艺生产180μm厚度的PERC太阳能电池结构为基础,使用仿真模拟,对后表面SiNx钝化膜进行升级,采用了后表面三层的Si Nx/Si Ox/Si Nx结构,与参考结构对比,提高了长波长的光吸收,使短路电流密度Jsc改善0.4 m A/cm~2。并在前表面增加一层Si O2薄膜来提高太阳能电池的钝化质量,将开路电压Voc提高了10 m V,使其效率提高了0.5%。之后提出了薄片化PERC太阳能电池转换效率的光吸收结构设计,将硅片的厚度降低到100μm,在前表面进行Si Ox/Si Nx/Si Nx/Si O2的结构设计,前三层Si Ox/Si Nx/Si Nx薄膜的主要功能是增强短波长的吸收,其中两层Si Nx薄膜的折射率不同,改善了光的减反射损失。Si O2薄膜的作用是来提高太阳能电池的钝化质量。同时我们对背面Si Nx钝化膜进行了升级,选择了Si Nx/Si Ox薄膜来处理长波长的光吸收损耗,后表面Si Nx和优化后的Si Ox膜厚度分别为60nm和110nm。通过仿真得到设计的电池结构与对照结构相比,Jsc提高了0.6 m A/cm~2,Voc值提高了10 m V,效率达到22.3%。然后在此的基础上进行了额外的背表面织构,设计了双面织构薄PERC太阳能电池,使得长波长范围的光吸收又得到增强,从而使Jsc增加了0.5 m A/cm~2,效率又提高了0.6%。接着我们继续降低了硅片的厚度,研究了硅片的厚度降低带来的效率损失,并通过电池的光吸收增强结构的设计来减缓其效率损失。50μm薄片化PERC太阳能电池通过前表面两层Si Ox/Si Nx的设计和后表面Si Nx/Si Ox这种薄膜设计,使其比对照电池的Jsc改善0.5 m A/cm~2,效率提高了0.3%。20μm薄PERC太阳能电池由于后表面Si Nx/Si Ox这种薄膜设计增强了长波长的光吸收,比对照电池的效率提高了0.2%,Jsc改善0.38 m A/cm~2。10μm薄PERC太阳能电池由于后表面Si Nx/Si Nx/Si Ox这种薄膜设计也提高了长波长的光吸收,比对照电池的效率提高了0.3%,Jsc改善0.52 m A/cm~2。最后以前表面为SiOx/SiNx/SiNx/SiO2结构设计和背表面采用SiNx/SiOx结构设计的100μm薄PERC太阳能电池为基础,进一步研究通过光吸收结构设计的PERC太阳能电池是如何影响其转换效率的。我们引入了机器学习的概念,利用MLP算法研究和识别这些被采用的钝化层对效率的影响,利用仿真数据构建了效率预测模型（EPM）。利用SHAP值研究前后表面Si Nx和Si Ox的五种厚度对此结构的PERC太阳能电池的效率贡献程度,研究发现,前两层Si Nx薄膜厚度对电池效率的影响是目前太阳能电池性能最重要的因素。