TOPCon太阳能电池利用LECO技术的效率可以提高0

核心观点：

1.TOPCon太阳能电池利用LECO技术的效率可以提高0.2%到0.5%，预计电池成本将降低1分/W，使用EVA胶膜和减少SE设备有望降低组件成本0.6分//W。主要原因是激光能准确加热银浆，局部破坏钝化层，使银能直接与硅接触，促进银浆局部熔化并扩散到硅表面，形成小银硅合金结，接触电阻低，电子传输效率很高。

2.LECO对辅料的影响:①TOPcon 将正面银铝浆改为LECO专用银浆，预计加工费将增加400元/公斤左右，银浆企业单吨净利润将大幅增加。LECO能使银与硅直接接触，因此不再需要依靠铝来降低接触电阻。②不使用银铝浆后，可以用双面eva包装电池片 胶膜。纯POE胶膜比EVA胶膜贵20%-30%，EPE胶膜比EVA胶膜贵10%-20%。使用双面EVA胶膜将降低组件成本0.5美分。③激光SE步骤可减少，激光SE设备价格约2500万元/GW，激光SE的降低使折旧成本降低0.1分/W。

相关标的:1)银浆:帝科股份(TOPCon浆料龙头，24Q1 TOPCon浆料出货占80%以上，LECO浆料于23年12月底引入。预计LECO浆料单吨净利润将增加30万元/吨，23/24年净利润为4+/8-10亿元，相应估值仅为18.5x/9x），聚合材料；2)胶膜:福斯特、海优新材料、赛伍技术；3)激光设备:帝尔激光；

一、LECO(激光辅助烧结)可提高0.2-0.5%的效率

1.1 LECO可以降低接触电阻，提高电池片效率

激光辅助烧结技术又称激光增强接触优化（Laser-enhanced contact optimization(LECO)），2016年，Celll Engineering GMBH专门用于修复未烧结的PERC电池。LECO是改善太阳能电池中金属电极与硅片接触的先进激光烧结技术。

在LECO处理中，激光用于非破坏性载波注入，处理的驱动力是由LECO过程诱导的电流。这个过程发生在丝网印刷太阳能电池快速燃烧后。LECO处理后，太阳能电池的接触电阻明显降低，即使在低掺杂的发射体上。LECO工艺中使用的新浆液也显示出开路电压和短路电流的小幅增加。

在光伏电池的制造过程中，特别是TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）LECO技术能够精确破坏硅片表面的钝化层，并在此过程中形成优化的金属/硅接触点。对于TOPCon电池，其结构设计要求在表面钝化层与金属接触之间找到平衡点，以减少电子空穴对复合，同时保持良好的电流收集。LECO技术允许在不损害钝化层特性的情况下实现高质量的金属接触点。它可以以非常准确的方式局部破坏钝化层，促进金属和硅之间的电子传输。

TOPCon太阳能电池采用LECO技术，可以提高其转换效率，通常可以提高0.2%到0.5%。LECO处理后的最佳组平均效率为0.6%，这主要是由于FF和VOC值较高造成的。此外，LECO在LECO之前提高了最大的效率ηmax=22.3%，LECO后达到ηmax=22.8%。LECO处理后，FF的稳定性几乎不受厚度的影响。因此，每个多晶硅厚度的最佳烧结温度降低20-40℃，使Voc电位更高，而FF没有下降，这减轻了Voc和FF之间的平衡。此外，由于燃烧期间热预算减少，LECO允许使用更薄的多晶硅层。当Tp-set = Voc在800℃时开始下降，这在80纳米多晶硅厚度的电池中比在170纳米厚度的电池中更为明显。此外，由于沉积时间缩短，降低多晶硅厚度有望降低成本。

标准浆/LECO专用浆分别用于P-PERC电池，细栅宽度40μm，4道主栅。LECO批次的平均开路电压高于6.9mV，填充因子处于同一水平，略有增加0.42%，短路电流增加0.08ma/cm2。总体而言，电池片转换效率提高0.38%。

1.2 LECO工艺流程

LECO的工艺方法是将高强度激光照射到电池片上，并施加10V或以上的偏转电压。由此产生的数安培局部电流将显著降低金属和半导体之间的接触电阻。在实验条件下，每个硅片的处理时间为1.6秒，可轻松降低到1秒以下。

具体流程如下：

a)准备工作：首先，硅电池板通过常规工艺步骤完成钝化层的沉积，形成高质量的钝化层，减少表面复合。

b)银浆印刷：使用丝网印刷或其他印刷技术将银浆涂在硅片的前表面，形成预定的电极图案。银浆含有银颗粒、有机溶剂和粘合剂。

c)预干燥：激光处理前，先将涂有银浆的硅片预干，以去除大部分有机溶剂，避免激光加热过程中产生的气泡影响接触质量。

d)激光烧结:激光照射在银浆上，局部加热银浆烧结，通过精确控制激光的能量和照射时间。激光的热效应导致银浆中银粒的熔化和连接。

银浆与电池片之间的微观变化如下：

a)钝化层局部损伤：激光加热引起的热点会局部损伤硅片上的钝化层，这是一个精确控制的物理过程。破坏钝化层的目的是使银与硅片直接接触，建立有效的电子传输路径。

b)银硅合金形成：在高温作用下，银颗粒开始与硅反应，局部形成银硅合金。该过程涉及银原子扩散到硅片表面，并在接触区形成良好的欧姆接触。

c)冷却固化：激光处理后，烧结区开始冷却。银粒之间的金属连接固化，形成牢固的电极。

d)清洁和检查：最后，清洁处理过的硅片，以去除任何残留的有机物，并进行检查，以确保接触质量和电池功能。

在整个LECO过程中，微观变化对太阳能电池的性能至关重要。需要准确控制银浆与硅片表面的相互作用，以确保接触电阻最小化，避免对硅片造成不必要的结构损伤。正确的激光烧结参数对于实现高效的金属接触至关重要，LECO技术为制造高性能太阳能电池提供了可靠的方法。

1.3 LECO的优缺点和困难

LECO技术的优点包括提高电池效率，精确控制，减少电池损耗，提高生产能力和可靠性，降低制造成本。首先，LECO可以优化金属接触，降低接触电阻，提高太阳能电池的转换效率；其次，激光过程可以非常准确地控制热影响区域，破坏钝化层，形成金属接触；第三，传统的热烧结过程可能会对整个硅造成损害，LECO作为一种非接触技术，风险低，对硅片的热应力和损伤降低；第四，LECO工艺自动化程度高，可集成到高速生产线中，有助于提高电池生产的一致性和可靠性；最后，由于激光处理非常准确，可以减少金属的使用和制造成本。另外，LECO具有丰富的集成水平和广泛的电池类型。

LECO技术存在成本增加、技术复杂、维护和操作要求高、激光安全等缺点。LECO设备需要初始投资。此外，特殊银浆材料的成本高于传统银浆；第二，激光烧结是一个复杂的过程，需要精确的激光参数控制和工艺管理；第三，高精度激光设备需要专业的维护和操作，可能会增加劳动力成本和设备维护成本；第四，激光设备操作需要严格遵守安全程序，防止对操作人员或环境造成损害。

LECO技术的困难在于工艺优化和材料相容性。首先，在工艺优化方面，找到最佳的激光参数（如功率、持续时间和焦点尺寸），以最大限度地提高效率，减少硅片损伤是一个挑战。

其次，也很难开发和选择与激光工艺兼容的银浆材料，以确保烧结过程中良好的接触形成和稳定性。

二、LECO对银浆、胶膜的变化

2.1 TOPcon 正面银铝浆改为纯银浆

银铝浆通常用于在传统的TOPCon太阳能电池中形成导电前电极。这种银铝浆的使用是为了形成背场，降低接触电阻。

传统电池制造中常用铝来形成背面场（Back Surface Field, BSF），这有助于收集和引导电子，减少背面电荷的复合，从而提高电池效率。虽然这通常是在背电极中实现的，但在某些设计中，银铝浆也有助于形成局部背场。在降低接触电阻方面，铝可以帮助降低金属和硅在烧结过程中的接触电阻，因为铝可以与硅形成欧姆接触，从而提高电流的收集效率。

然而，银铝浆的使用也存在一些问题。例如，铝可能会降低电池效率，因为它可以在硅表面形成一层无法控制的氧化铝层，影响电子流量。同时，银铝浆可能会损坏硅片表面的钝化层，降低电池的整体性能。

在LECO的作用下，激光可以准确加热银浆，局部破坏钝化层，使银与硅直接接触，促进银浆局部熔化并扩散到硅片表面，形成微小的银硅合金结，而不损坏硅片。这种合金结接触电阻低，电子传输效率高。因此，纯银浆不再需要依靠铝来降低接触电阻或形成局部背场效应，足以提供良好的导电性，避免银铝浆带来的问题，实现保护电池性能、提高生产效率的双重效果。

2.2 不使用银铝浆后，可以用双面eva包装电池片 胶膜

在太阳能电池板的封装过程中，封装材料的选择对电池组件的耐久性和长期性能有至关重要的影响。传统上，当使用银铝浆作为导电粘合剂时，铝的存在可能会加速封装材料的腐蚀。由于铝可能在潮湿或含氧的环境中氧化，电池片的功效降低。为了防止这种氧化，通常使用耐腐蚀性更好的包装材料，如聚烯烃弹性体（POE）保护电池片免受水分和氧气的侵袭。

使用纯银浆后，铝引起的腐蚀问题不复存在，因此可以选择乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，成本低，加工方便（EVA）胶膜。EVA胶膜广泛应用于光伏行业。它具有良好的粘接性能、耐久性和抗紫外线能力，但在接触铝时可能会受到腐蚀的影响。由于LECO工艺的采用，TOPCon电池不再需要担心这种腐蚀，因此可以安全地使用EVA胶膜进行包装。

2.3 没有激光SE

在传统的光伏电池制造中，激光选择性发射区（Laser Selective Emitter, LSE）该技术用于提高晶体硅电池的效率。该过程通过局部激光混合形成不同混合水平的区域，从而优化电池前表面的电荷载流子收集和电流输送。高掺杂区接触电阻低，低掺杂区载流子复合率低。但该技术操作复杂，制造成本增加。

LECO技术可以直接形成低电阻金属与硅之间的欧姆接触，而不损坏硅片钝化层，从而降低整体接触电阻，不需要额外的混合步骤，因此不再需要激光选择性发射区域。

LECO技术的使用可以避免LSE技术的复杂混合过程和激光设备的使用。生产线更简单、更快，降低了制造成本和潜在的制造误差来源。而且由于制造步骤的减少，可以缩短生产周期，增加生产线的吞吐量和产量。此外，激光掺杂在LSE过程中可能会对硅片造成不必要的热损伤或缺陷，从而影响电池的长期稳定性和性能。通过对热影响区域的精细控制，LECO减少了对硅片的热应力和潜在损伤。产业链研究