近年来，能源危机与环境压力促进了太阳电池研究和产业的迅速发展。目前，晶体硅太阳电池是技术最成熟、应用最广泛的太阳电池，在光伏市场中的比例超过90%，并且在未来相当长的时间内都将占据主导地位。其中，单晶硅的晶体结构完美，禁带宽度仅为1．12eV，自然界中的原材料丰富，特别是N型单晶硅具有杂质少、纯度高、少子寿命高、无晶界位错缺陷以及电阻率容易控制等优势，是实现高效率太阳电池的理想材料。

如何提高转换效率是太阳电池研究的核心问题。1954年，美国Bell实验室首次制备出效率为6%的单晶硅太阳电池。此后，全世界的研究机构开始探索新的材料、技术与器件结构。1999年，澳大利亚新南威尔士大学宣布单晶硅太阳电池转化效率达到了24．7%，2009年太阳光谱修正后达到25%，成为单晶硅太阳电池研究中的里程碑。新南威尔士大学取得的25%的转换效率记录保持了十五年之久，直到2014年日本Panasonic公司和美国SunPower公司相继报道了25．6%和25．2%的效率。此后，日本Kaneka公司、德国Fraunhofer研究中心、德国哈梅林太阳能研究所等陆续报道了效率超过25%的单晶硅太阳电池，具体参数如表1所示。