机械行业光伏电池激光技术专题报告：TOPCon激光应用分析-20220417-中泰证券-15页_1mb

TOPCon激光应用分析总结

核心内容

TOPCon（Tunnel Oxide Passivated Contact）技术作为新一代高效光伏电池技术，其关键工艺环节包括硼扩散和选择发射极（SE）工艺。激光技术在TOPCon电池制造中扮演重要角色，尤其是在SE工艺中，能够显著提升电池转换效率，是推动TOPCon技术产业化的重要手段。

主要观点

• 激光技术在TOPCon中的应用：激光技术主要应用于硼扩散和SE工艺环节，通过高浓度掺杂形成选择发射极，从而提升电池的光电转换效率。
• 激光SE工艺优势：相比传统方法，激光SE工艺操作简单、兼容性强，且能有效减少接触电阻，提升电流和电压输出。
• TOPCon SE工艺难点：由于硼在硅中的固溶度较低，其掺杂工艺比磷扩更复杂，需要更高功率的激光器，并且需严格控制激光功率以避免绒面损伤。

关键信息

1. 激光技术的应用背景

• 在TOPCon工艺中，激光技术主要用于硼扩散（Boron Diffusion）和选择发射极（SE）环节。
• 相较于传统TOPCon的单纯硼扩散工艺，激光技术与之结合可以实现SE结构，提升转换效率0.3%以上。
• 海目星中标晶科大单，表明激光技术在TOPCon中的应用已趋于成熟。

2. 硼扩与磷扩的原理

• 扩散的目的是形成P-N结，通过在硅片表面扩散P型或N型半导体，实现载流子的分离与流动。
• 硼扩与磷扩均采用扩散炉，但硼扩因固溶度较低，工艺难度更高，需在900-1100℃进行。
• 常见的硼源包括三溴化硼（BBr₃）和三氯化硼（BCl₃），后者因副产物对石英器件影响较小而逐渐被采用。

3. 选择发射极（SE）的原理

• SE是通过在金属栅线接触区域进行高浓度掺杂，降低接触电阻，同时在非接触区域进行低浓度掺杂，减少复合损失。
• 激光掺杂是制作SE的主流方式，利用磷硅玻璃（PSG）作为掺杂源，通过激光扫描形成N++重掺杂区域。
• 在TOPCon中，SE工艺需使用硼硅玻璃（BSG）作为掺杂源，因此激光功率需更高。

4. TOPCon SE工艺实现路径

当前主流的TOPCon SE工艺实现路径包括以下五种方式：

1. 一次硼扩 + 激光掺杂：通过一次硼扩形成高浓度P++层，再进行激光掺杂和氧化工艺，简化流程，设备需求较少。
2. 二次硼扩 + 激光掺杂：第一次硼扩形成轻掺杂区域，第二次硼扩为激光掺杂提供足够的硼源，减少高温损伤。
3. 激光开膜 + 二次硼扩：利用激光开膜技术去除BSG，形成重掺杂区域，同时保留轻掺杂区域，实现SE结构。
4. 激光开槽 + 硼浆印刷：通过激光开槽和硼浆印刷形成重掺杂区，图形与丝网印刷一致，降低接触电阻。
5. 湿法刻蚀 + 二次硼扩：利用含HF的刻蚀浆料在电极区域刻蚀BSG，形成重掺杂区，操作简单，对绒面损伤小。

5. 投资策略

• 2022年TOPCon扩产超预期，激光设备需求快速增长。
• 激光设备在TOPCon中的单GW投资额显著高于PERC，主要因硼扩+SE工艺复杂度更高。
• 建议重点关注海目星、帝尔激光、大族激光等具备激光技术优势的企业。

6. 风险提示

• TOPCon扩产不及预期：可能影响激光设备需求。
• 激光技术推进不及预期：可能限制相关企业的订单增长。
• 竞品类技术表现：如其他SE技术进展顺利，可能对激光技术应用形成冲击。

结论

激光技术在TOPCon电池制造中具有关键作用，尤其是在SE工艺环节。随着TOPCon技术的持续推广，激光设备市场需求有望持续增长，相关企业具备良好的投资前景。但需关注扩产节奏、技术推进及竞品技术的潜在影响。