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光伏发电的本质是将光能转化为电能，因此减少光学损失和电学损失是提升光伏电池片转换效率的两个关键方向。光学损失产生的主要原因是材料表面的反射及遮挡损失，包括电池片前表面和背表面的反射以及组件玻璃的反射、电池栅线的遮挡等。目前减少光学损失的主要方法包括：
①利用化学方法对硅片表面进行腐蚀，形成绒面，增加陷光作用；
②制备减反膜降低反射率，例如玻璃减反膜、电池表面的氮化硅减反膜；
③优化电池栅线，减少栅线遮挡损失，例如使用多主栅及新型高效的XBC电池技术。
目前，制绒、减反膜、多主栅等技术目前应用已较为广泛，发展较为成熟，XBC电池技术正在进入快速发展阶段，XBC电池的PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻从而提高填充因子。
电学损失产生的主要原因是光伏电池片体内及表面电子和空穴的复合，复合率越低，光电转换效率就越高。电池片表面的表面态（悬挂键、杂质、晶格失配和损伤层等）以及电池片内部存在的杂质，它们都会成为载流子的复合中心。
对于解决材料本身的内部缺陷及杂质等引起的问题，单晶硅要优于多晶硅，N型电池要优于P型电池；对于电池表面的复合中心，通过改变光伏电池的结构，如引入钝化膜（主要为Al2O3、SiNx）、隧穿氧化及掺杂多晶硅层等方式，可以有效延长电池片内部少子寿命，减少复合导致的电学损失。
随着单晶硅片已基本取代多晶硅片以及以Al2O3、SiNx为代表的钝化膜技术在此前的PERC技术也已经得到普遍应用，在材料方面引入N型硅片衬底及电池片结构方面进一步加强钝化效果（如引入隧穿氧化及掺杂多晶硅层）是目前进一步降低电学损失的成熟有效方式，应用该等改善材料和进行结构改变的包括了TOPCon、XBC及HJT等新型高效光伏电池片技术。
各主要电池片技术的具体情况如下：
注：以上转换效率理论极限值数据来自于权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所（ISFH）。
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