提高太阳能电池的转换效率与降低生产制造成本一直是晶硅太阳能电池产业化规模不断扩张过程中面临的问题。为了提高电池的转换效率,当前的研究工作主要集中在优化电池结构上,而减反射膜和钝化膜作为太阳能电池技术的重要组成部分也被广泛的研究。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备的氮化硅薄膜（SiNx）、氮氧化硅薄膜（SiOxNy）、氧化铝薄膜（AlOx）等很多薄膜结构已经广泛应用于晶硅太阳能电池生产中。对于目前的PERC（Passivated Emitter Rear Contact）高效晶硅太阳能电池技术,任何一种材料的单层或双层膜结构都不能完美的实现减反射和钝化效果。另外,在太阳能电池产业化生产中,各道技术相互影响制约,要实现新技术的产业化应用,必须进行多道技术的匹配性研究。针对以上问题,本论文以提高晶硅太阳能电池转换效率并实现产业化为目标,提出用等离子体的方法进行太阳能电池表面处理和多层薄膜制备来改善减反射和钝化效果的技术路线。在理论分析和软件模拟的基础上,优化等离子体参数,制备高性能的多层SiNx薄膜和AlOx/SiOxNy/SiNx叠层膜,并进行了电池制作技术和硅片质量的匹配研究,在提升太阳能电池的转化效率的同时实现产业化应用。本论文主要的研究内容和结果概述如下:首先,综述了晶硅太阳能电池的研究历史和产业化状况,以及等离子体的基本性质及其在晶硅太阳能电池上的应用;结合本论文的研究内容,着重阐述了太阳能电池的物理基础、光伏发电原理和太阳能电池产业化技术。介绍了等离子体增强化学气相沉积制备SiNx膜的方法,研究了 SiNx膜沉积之前等离子体预处理和双层膜之间的等离子体处理参数对硅片少子寿命和p-n结结构的影响,得出最佳的两者相结合的等离子体处理技术,并在此基础上进行了等离子体处理对不同p-n结结构的多晶硅太阳能电池的光电特性的研究。研究发现经,等离子体处理后,方块电阻为90ohm/square的p-n结的电池转换效率最高为18.325%。通过改变扩散气体流量制备了相同方块电阻不同磷浓度分布的p-n结结构,发现等离子体处理后低表面磷浓度深结的p-n结结构能获得更高的电池转换效率,效率绝对值提高0.13%。但是,同时也发现这种p-n结结构会导致电池转换效率和开路电压分布更离散,这是因为低表面磷浓度深结结构与实验中的某些硅片质量不匹配导致的。然后,利用在线PL（光致发光,Photoluminescence）硅片质量分选设备,根据少子寿命、杂质浓度和缺陷浓度分成三种不同质量的硅片,研究了在等离子体处理后的p-n结结构与硅片质量的匹配关系。研究发现,低表面磷浓度深结虽然蓝光响应好,但是吸杂效果差,所以对少子寿命高的硅片可以提高0.08%的绝对转换效率,但是对杂质含量高的硅片降低了 0.44%的绝对效率,对缺陷浓度高的硅片没影响。针对高杂质含量的硅片,通过优化扩散技术用低温退火吸杂的方式可以将电池转化效率的绝对值提升0.28%,并具有更好的光致衰减特性。随着PERC电池的大规模量产,表面减反射和钝化膜的作用越来越重要。通过等离子体参数的优化,利用OPAL2软件模拟制备了三层和四层不同折射率和膜厚的SiNx膜,并制作成PERC电池进行了电性能方面的分析。模拟结果发现随着SiNx膜从双层增加到四层,膜的光吸收逐渐降低,进入硅基体的光从95.6%增加到97.5%。对应的实验结果显示,随着膜层的增加,电池的短路电流逐渐增加,三层膜和四层膜的短路电流相比双层膜分别提升27mA和31mA。这和模拟结果一致,是因为有更多的太阳光进入硅片产生电流。但是,双层膜由于靠近硅片表面的膜层折射率最高,钝化效果最好,所以开路电压最高。最终实验结果显示,四层SiNx膜得到22.15%的电池转换效率,比双层膜的绝对值高0.09%,针对年产能1GW的企业来说,量产后可带来大约454万元/年的经济收益。通过分析总结正面SiNx多层膜的成功制备经验,进行了背面叠层膜的研究。在现有AlOx/SiNx双层膜之间制备SiOxNy膜形成高性能的AlOx/SiOxNy/SiNx叠层膜。实验发现,SiOxNy膜可以有效的改善薄膜的均匀性和提高背面反射率,随着叠层膜总厚度从120.5nm增加到186.2nm,膜的均匀性逐渐变好,反射率从19.1%增加到25.3%,对应透过硅片的长波长的光可以更多的被反射回硅片体内产生电流。实验结果表明,AlOx/SiOxNy/SiNx叠层膜可以有效的提高膜的反射率和钝化效果,从而使PERC电池的转换效率达到22.42%,与AlOx/SiNx叠层膜相比,绝对值提升0.06%。对于一个年产能在1GW的企业来说,转换效率的提升可以带来大约268万元/年的经济收益增长。