光伏新突破!TOPCon电池效率破26%,这项激光工艺是关键推手。

光伏行业发展日新月异,电池技术迭代是其核心驱动力之一。在当前高效N型TOPCon电池成为主流的背景下,如何进一步提升其量产效率和降低成本,成为产业链上下游共同关注的焦点。新媒网跨境获悉,一项名为激光辅助金属化(LECO)的创新工艺,正为TOPCon太阳能电池的性能突破注入新动能,引发行业广泛关注。
光伏电池金属化:性能与成本的关键环节
在太阳能电池的制造过程中,金属化工艺是不可或缺的一环。它负责在硅片表面形成金属电极,以便收集光照产生的电荷载流子,并实现电池的串联。从技术层面看,金属化将原本的半导体结构转化为一个具备实际光电转换功能的器件;从经济层面看,由于主要依赖贵金属银,金属化工艺的成本在整个电池生产中占据重要地位,直接影响最终产品的竞争力。因此,金属化不仅关乎电池的电性能表现,更是决定其生产成本的关键因素。
长期以来,金属化工艺的创新主要围绕三个方面展开:金属化浆料的配方优化、丝网印刷设备的精度提升以及丝网自身的设计改进。然而,随着TOPCon等新一代电池技术的崛起,传统金属化方案的局限性日益凸显,尤其是对正面接触的形成提出了更高的要求。
激光辅助金属化(LECO):TOPCon效率突破的“助推器”
在TOPCon电池技术不断演进的过程中,一项具有变革意义的改进——激光辅助接触优化(Laser-Enhanced Contact Optimization, LECO)发挥了举足轻重的作用。该技术的核心在于利用激光能量来形成TOPCon太阳能电池的正面电极。
传统上,TOPCon电池的p+发射极在与纯银浆料形成接触时面临挑战。为了降低接触电阻率,通常需要添加铝(Ag-Al)助剂。然而,这种方法往往导致银铝尖峰的形成,进而增加载流子复合,造成效率损失。DKEM公司在一次行业会议上解释道,激光辅助工艺通过电子注入和激光诱导的载流子支持,改变了这种动态。它使得银能直接析出并形成银-硅胶体,从而高效地建立直接接触,有效克服了传统方法的弊端。
这项技术由Cell Engineering公司首创并拥有专有名称LECO。近期发布的TaiyangNews《2025年电池与组件技术趋势报告》对激光辅助金属化(LECO)的技术经济细节进行了深入探讨,印证了其在提升TOPCon电池性能方面的巨大潜力。新媒网跨境了解到,LECO技术的引入,为TOPCon电池的正面接触窗口带来了更广阔的工艺空间,并支持绝缘接触的形成,显著增强了电池在潮湿和酸性环境下的长期可靠性。
前栅线浆料的持续演进与优化
金属化浆料作为连接硅片与外部电路的关键介质,其性能直接影响电池的最终效率。领先的银浆供应商Solamet公司技术总监Zinan Zhang在TaiyangNews高效太阳能技术大会上,对其“创新金属化解决方案”进行了精彩阐述,全面回顾了TOPCon技术在金属化层面的演变。
TOPCon电池的效率提升路径,与金属化浆料和工艺的进步息息相关:
- 初期阶段:TOPCon电池采用均质p+发射极,通过Ag-Al浆料进行金属化,大规模量产效率在24.5%至25%之间。
- 中期进展:到2023年第三季度末,随着激光掺杂选择性发射极(LDSE)技术的引入,TOPCon电池的效率进一步提升至25.3%。
- 最新突破:结合LECO工艺与选择性发射极技术,TOPCon电池的量产效率在2024年第一季度末一举突破26%。
- 独立应用:更近期的发展表明,即便仅采用LECO金属化工艺替代选择性发射极技术,也能将电池效率推向接近甚至超过26%的水平。
然而,采用激光辅助金属化并非简单地替换原有浆料。在2024年5月的TaiyangNews会议上,金属化领域的领导者DKEM公司深入探讨了激光诱导金属化背景下的浆料优化问题。DKEM公司新技术开发总监Fangqing Guo在其题为“创新金属化浆料助力TOPCon技术升级”的演讲中强调,激光辅助金属化工艺中浆料最重要的改进之一在于玻璃熔块的优化。
传统银铝浆料需要依赖强腐蚀性蚀刻来促进铝辅助接触的形成。而引入激光辅助金属化技术后,由于不再需要铝添加剂,浆料可以采用经过调整的、具有较弱蚀刻能力的玻璃熔块。这种弱蚀刻能够有效减少金属诱导的复合损失,同时最大程度地保留钝化层的完整性,最终实现更高的电池效率。通过优化蚀刻深度和区域,可以更好地保护硅片表面,进一步提升电池性能。
绝缘接触形成与工艺窗口拓宽
LECO技术的另一项显著优势在于其能够形成绝缘接触,这对于增强电子流并降低接触电阻率至关重要。通过精细调整激光参数,例如电压和功率,可以进一步优化接触性能。然而,在提高电压时,可能出现边缘变暗的现象。为应对这一挑战,浆料中的玻璃熔块再次发挥了关键作用。通过对玻璃熔块的优化调整,可以有效拓宽工艺窗口,确保LECO金属化工艺在不同操作条件下都能保持稳定且高效的性能。
此外,DKEM公司还展示了通过激光辅助工艺形成的金属接触的可靠性测试结果。数据显示,这些金属图案展现出更优异的防潮性和耐酸性。在光伏组件的整个生命周期中,良好的环境耐受性对于确保其长期稳定运行和发电效率具有决定性意义。新媒网跨境了解到,此项可靠性提升,无疑将为TOPCon电池在不同气候和环境条件下的应用提供更坚实的保障。
展望:激光辅助金属化技术的深远影响
激光辅助金属化(LECO)技术的出现,不仅为TOPCon太阳能电池带来了显著的效率提升,更为其长期可靠性和成本优化开辟了新途径。通过克服传统金属化工艺的局限,并与浆料技术的协同创新,LECO正在重塑TOPCon电池的性能边界。这项技术对光伏产业的影响是多方面的,它不仅将进一步巩固TOPCon电池在高效市场的主导地位,也为未来更高效率、更低成本的光伏电池技术发展奠定了基础。随着技术的不断成熟和量产规模的扩大,激光辅助金属化有望成为推动光伏产业持续创新和发展的关键力量。
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本文来源:新媒网 https://nmedialink.com/posts/topcon-efficiency-breaks-26-laser-power.html


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