TOPCON 取消正SE 全面導(dǎo)入LECO

LECO（激光輔助燒結(jié)）可以提高0.2-0.5%的效率LECO可以降低接觸電阻，提高電池片效率激光輔助燒結(jié)技術(shù)又名激光增強接觸優(yōu)化（Laser-enhancedcontactoptimization(LECO)），2016年由CellEngineeringGmbH申請專利用于修復(fù)欠燒結(jié)的PERC電池。LECO是一種先進的激光燒結(jié)技術(shù)，用于改善太陽能電池中金屬電極與硅片之間的接觸。在LECO處理中，激光用于非破壞性載波注入，而處理的驅(qū)動力是由LECO過程誘導(dǎo)的電流。這個過程發(fā)生在絲網(wǎng)印刷太陽能電池的快速燃燒過程之后。經(jīng)過LECO處理后，太陽能電池的接觸電阻明顯降低，即使在低摻雜的發(fā)射體上，也能形成接觸。用于LECO工藝的新漿料也顯示出提高了開路電壓以及短路電流的小幅度增加。在光伏電池的制造過程中，特別是對于TOPCon（TunnelOxidePassivatedContact）太陽能電池，LECO技術(shù)能夠精確地破壞硅片表面的鈍化層，并在此過程中形成一個優(yōu)化的金屬/硅接觸點。對于TOPCon電池，其結(jié)構(gòu)設(shè)計要求在表面鈍化層和金屬接觸之間尋找一個平衡點，以便減少電子-空穴對的復(fù)合同時保持良好的電流收集。而LECO技術(shù)允許在不損害鈍化層特性的情況下實現(xiàn)高質(zhì)量的金屬接觸點，它能夠以非常精確的方式局部破壞鈍化層，并促進金屬和硅之間的電子傳輸。

使用LECO技術(shù)的TOPCon太陽能電池能夠提升其轉(zhuǎn)換效率，通常效率提升可以在0.2%到0.5%。80和170um的iTOPCon電池，對于這兩種多晶體厚度，LECO處理后的最佳組平均效率增加了0.6%，這主要是由于FF和Voc值較高所致。此外，LECO使最大效率提高，在LECO之前達到ηmax=22.3%，在LECO之后達到ηmax=22.8%。進行LECO處理后，F(xiàn)F的穩(wěn)定幾乎不受厚度的影響。因此，每個多晶硅厚度的最佳燒結(jié)溫度降低20-40℃，這使得Voc電位更高，而FF沒有下降，這緩解了Voc和FF之間的平衡。此外，LECO允許使用更薄的多晶硅層，這特別受益于在燃燒期間減少的熱預(yù)算。當(dāng)Tp-set=800℃時，Voc已經(jīng)開始下降，這在80納米多晶硅厚度的電池中比在170納米厚度的電池中更加明顯。此外，由于沉積時間縮短，多晶硅厚度的降低有望降低成本。在P-PERC電池上，分別使用標(biāo)準(zhǔn)漿料/LECO專用漿料，細柵寬度40μm，主柵數(shù)量4道。LECO批次的平均開路電壓高出6.9mV，而填充因子處于同一水平，略提升0.42%，短路電流增加0.08mA/cm2，總體來看，電池片轉(zhuǎn)換效率提升0.38%。LECO的工藝流程LECO的工藝方法為對電池片照射高強度激光，同時施加10V或以上的偏轉(zhuǎn)電壓，由此產(chǎn)生的數(shù)安培的局部電流會顯著降低金屬與半導(dǎo)體之間的接觸電阻。實驗條件下每片硅片處理時間1.6秒，可以很容易地降低至1秒以下。具體工藝流程如下：a)準(zhǔn)備工作：首先，硅電池片通過常規(guī)工藝步驟完成鈍化層的沉積，以形成高質(zhì)量的鈍化層以減少表面復(fù)合。b)銀漿印刷：使用絲網(wǎng)印刷或其他印刷技術(shù)將銀漿涂覆在硅片的前表面上，形成預(yù)定的電極圖案。銀漿內(nèi)含有銀顆粒以及有機溶劑和粘合劑。c)預(yù)干燥：在激光處理之前，先對涂有銀漿的硅片進行預(yù)干燥以去除大部分有機溶劑，避免激光加熱時產(chǎn)生的氣體泡影響接觸質(zhì)量。d)激光燒結(jié)：通過精確控制激光的能量和照射時間，激光照射在銀漿上，局部加熱銀漿以進行燒結(jié)。激光的熱效應(yīng)引發(fā)銀漿中銀粒子的熔融和連接。在這一過程中，銀漿與電池片之間的微觀變化如下：a)鈍化層局部破壞：激光加熱造成的熱點會局部破壞硅片上的鈍化層，這是一個精確控制的物理過程。破壞鈍化層是為了使銀能夠與硅片形成直接接觸，建立有效的電子傳輸路徑。

b)銀硅合金形成：在高溫的作用下，銀粒子開始與硅反應(yīng)，局部形成銀硅合金。這個過程涉及到銀原子擴散進入硅片表面，并在接觸區(qū)域形成良好的歐姆接觸。c)冷卻與固化：經(jīng)過激光處理后，燒結(jié)區(qū)域開始冷卻。銀粒子之間的金屬連接固化，形成牢固的電極。d)清潔與檢驗：最后，對處理過的硅片進行清潔以去除任何殘留的有機物，并進行檢驗以確保接觸質(zhì)量和電池功能。在整個LECO工藝中，微觀層面上的變化對太陽能電池的性能至關(guān)重要。銀漿與硅片表面的互相作用需要精確控制，以確保接觸電阻最小化，同時避免對硅片造成不必要的結(jié)構(gòu)損傷。正確的激光燒結(jié)參數(shù)對于實現(xiàn)高效率的金屬接觸至關(guān)重要，而LECO技術(shù)通過優(yōu)化這些參數(shù)，提供了制造高性能太陽能電池的一種可靠方法。LECO優(yōu)缺點與難點LECO技術(shù)的優(yōu)點包括提高電池效率、能夠精確控制、降低電池片損耗、提升產(chǎn)能和可靠性與降低制造成本。首先，LECO可以通過優(yōu)化金屬接觸和減少接觸電阻，從而可以在同樣的線寬下獲得更高的電流，或在同樣的電流下獲得更細的線路，來提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率；其次，激光工藝可以非常精確地控制熱影響區(qū)域，使得可以在不損害電池活性區(qū)域的前提下，破壞鈍化層并形成金屬接觸；第三，傳統(tǒng)的熱燒結(jié)過程可能會造成整片硅損傷，LECO作為一種非接觸式技術(shù)，風(fēng)險較低，對硅片的熱應(yīng)力和損傷減少；第四，LECO工藝的自動化程度高，可以集成到高速生產(chǎn)線中，有助于提升電池生產(chǎn)的一致性和可靠性；最后，由于激光處理可以非常精確，因此可以減少金屬使用量，降低制造成本。此外，LECO適用集成級別豐富、適用電池類型廣泛。LECO技術(shù)的缺點則有成本增加、技術(shù)復(fù)雜、維護與操作要求高和激光安全性問題。LECO設(shè)備需要初始投資。此外，專用銀漿料也比傳統(tǒng)銀漿成本更高；第二，激光燒結(jié)是一個復(fù)雜的過程，需要精確的激光參數(shù)控制和工藝管理；第三，高精度的激光設(shè)備需要專業(yè)的維護和操作，這可能會增加人力成本和設(shè)備維護成本；第四，激光設(shè)備操作需要嚴格遵守安全規(guī)程，以防止對操作人員或環(huán)境造成傷害。LECO技術(shù)的難點在于工藝優(yōu)化和材料相容性。首先在工藝優(yōu)化方面，找到最佳的激光參數(shù)（如功率、持續(xù)時間和聚焦大小）以最大化效率提升同時最小化硅片損傷是一個挑戰(zhàn)。其次，開發(fā)和選擇與激光工藝相容的銀漿材料，以確保在燒結(jié)過程中具有良好的接觸形成和穩(wěn)定性也是一個難點。LECO對于銀漿、膠膜的改變TOPcon正面銀鋁漿改為純銀漿在傳統(tǒng)的TOPCon太陽能電池中，正面通常使用銀鋁漿來形成導(dǎo)電的前電極。這種銀鋁漿的使用是為了形成背場、降低接觸電阻。鋁在傳統(tǒng)電池制造中常用于形成背面場（BackSurfaceField,BSF），這有助于收集和導(dǎo)向電子，減少電荷在背面的復(fù)合，從而提升電池效率。雖然這通常在背電極中實現(xiàn)，但在某些設(shè)計中，銀鋁漿也可以有助于形成局部背場。接觸電阻降低方面，鋁可以在燒結(jié)過程中幫助減少金屬與硅之間的接觸電阻，因為鋁能夠與硅形成歐姆接觸，從而提高電流的收集效率。然而，銀鋁漿的使用也存在一些問題，例如鋁可能導(dǎo)致電池效率下降，因為它可以在硅表面形成一層難以控制的氧化鋁層，影響電子的流動。同時，銀鋁漿在燒結(jié)過程中可能會對硅片表面的鈍化層造成損害，降低電池的整體性能。在LECO的作用下，激光能夠精確地加熱銀漿，局部破壞鈍化層，使銀可以直接與硅形成接觸，在不損害硅片的前提下，促使銀漿局部熔融并擴散進入硅片表面，形成微小的銀硅合金結(jié)，這種合金結(jié)具有很低的接觸電阻，并且對電子的傳輸效率非常高。因此，不再需要依賴鋁來降低接觸電阻或形成局部背場效應(yīng)，純銀漿就足以提供良好的導(dǎo)電性能，也避免了銀鋁漿帶來的問題，可以實現(xiàn)保護電池性能和提高生產(chǎn)效率的雙重效果。不使用銀鋁漿后，電池片封裝可以使用雙面EVA

膠膜在太陽能電池片的封裝過程中，封裝材料的選擇對電池組件的耐久性和長期性能有著至關(guān)重要的影響。傳統(tǒng)上，使用銀鋁漿作為導(dǎo)電粘合劑時，鋁的存在可能加速封裝材料的腐蝕。因為鋁在潮濕或含氧的環(huán)境中可能發(fā)生氧化，導(dǎo)致電池片的功效下降。為防止這種氧化作用，通常會使用一種耐腐蝕性更好的封裝材料，如聚烯烴彈性體（POE）膠膜，來保護電池片免受水分和氧氣的侵襲。使用純銀漿后，鋁引起的腐蝕問題不復(fù)存在，因此封裝時可以選擇成本更低且加工更容易的EVA膠膜。EVA膠膜在光伏行業(yè)中被廣泛使用，它具有良好的粘接性能、耐久性和抗紫外線能力，但在與鋁接觸時可能會受到腐蝕影響。由于LECO工藝的采用，TOPCon電池不再需要擔(dān)心這種腐蝕，因此可以安全地使用EVA膠膜進行封裝。不用激光SE在傳統(tǒng)的光伏電池制造中，激光選擇性發(fā)射區(qū)（LaserSelectiveEmitter,LSE）技術(shù)被用來提升晶體硅電池的效率。這一過程通過激光局部摻雜來形成具有不同摻雜水平的區(qū)域，從而優(yōu)化電池前表面的電荷載流子收集和電流的輸送。高摻雜區(qū)域具有低的接觸電阻，而低摻雜區(qū)域則有更低的載流子復(fù)合率。然而，這一技術(shù)在操作上較為復(fù)雜，且增加了制造成本。

LECO技術(shù)通過激光輔助燒結(jié)銀漿的過程，可以在不損害硅片鈍化層的情況下，直接形成低電阻的金屬與硅之間的歐姆接觸，從而降低整體的接觸電阻而無需額外的摻雜步驟，因此不再需