1、TOPCon激光主要应用于硼扩SE环节    　　TOPCon路线下，激光主要应用于硼扩散+SE环节。相较于传统TOPCon的单纯的硼扩散工艺，激光技术的应用可与其结合形成SE结果，从而助推转换效率提升0.3%以上。    　　海目星中标晶科大单彰显激光技术在TOPCon的应用趋于成熟。2022年4月16日，海目星公告中标晶科能源10.67亿订单，表明在当前TOPCon扩产超预期背景下，激光技术亦通过下游客户验证。    　　2、原理分析：何谓硼扩及磷扩？    　　扩散的目的是形成P-N结。本征硅中载流子数目极少，其导电性能很差。因此，实际应用的半导体是在纯硅中加入微量的杂质元素后的材料，即掺硼的P型硅片以及掺磷的N型硅片。扩散的目的是在硅片基地上扩散一层P型半导体或N型半导体从而在交界面形成PN结。    　　当阳光照在 PN 结上时，PN结吸收光能激发出电子和空穴，在内建电场的受约力下推动带有负电的电子向N区流动，带有正电的空穴向 P 区移动，从而使得 P 区电势升高，而 N 区电势降低，P 区和 N 区之间则会产生一个可测的电压，即光生伏特效应。如果此时在 P区和 N 区分别焊接上导线，接通负载后外电路便有电流通过，从而形成一个电子元件。    　　3、TOPCon扩硼工艺的难点    　　扩硼要难于扩磷。尽管硼扩与磷扩工艺相似度极高，且设备均以扩散炉为主，但由于硼在硅中的固溶度较低，导致硼扩相较常规的磷扩较难，实际硼扩散的温度需要达到900-1100℃。    　　目前硼扩常见的硼源主要为三溴化硼（ BBr3 ）以及三氯化硼（BCl3）。其中，三溴化硼扩散的副产物对石英器件损伤严重，部分厂商开始使用三氯化硼作为硼源，虽然三氯化硼的副产物对石英器件基本无损伤，但受制于B-CL键能较大，扩散均匀性又略差于三溴化硼。    　　4、原理分析：何谓选择发射极（ SE ）    　　选择发射极指在金属栅线与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂，减少前金属电极与 硅片的接触电阻；而在电极以外的区域进行低浓度掺杂，可以降低扩散层的复合。通过对发射极的优化，增加太阳能电池的输出电流和电压，从而增加光电转化效率。    　　激光掺杂是制作PERC的SE工艺主流方式。其实现方式是以磷扩后形成的磷硅玻璃（PSG）为掺杂源，在金属栅线区域进行激光扫描掺杂，形成N++的重掺杂区域，从而实现选择发射极。这种工艺方式实现简单，仅需在传统PERC工艺上增加一道工艺即可实现，能够与传统产线兼容，已成为PERC产线标配。    　　5、TOPCon的SE工艺难点    　　TOPCon的SE工艺难点主要是硼掺杂工艺难度更为复杂。根据前文所述，硼在硅的固溶度低于磷，掺杂难度更高，在推进时需求更高的能量。因此当使用激光掺杂时（即与PERC的SE方式类似），需要采用功率更高的激光器。    　　但激光掺杂的“火候”较难掌握。如果激光功率过高，则容易在激光照射区域带来绒面损伤，从而影响后续的钝化工艺；而如果功率过低，则推进时的能量可能不足，激光难以将BSG（硼硅玻璃，与P型电池的磷硅玻璃对应，此处为激光的掺杂源）的硼掺杂进入P+层，会导致金属化重掺区域无法达到浓度要求。    　　6、TOPCon的SE工艺实现路径    　　现有技术中，制备TOPCon硼扩SE结构电池的方法很多，其核心思路均为如何在减少损伤的情况下实现高浓度的重掺硼区域。我们基于国家知识产权局相关专利的分析，将相关工艺方式总结为：    　　①离子注入法（无激光）；    　　②一次硼扩+激光掺杂；    　　③二次硼扩+激光掺杂；    　　④激光开膜+二次硼扩；    　　⑤激光开槽+硼浆印刷；    　　⑥湿法刻蚀+二次硼扩（无激光）    　　其中，离子注入定域掺杂法，需要昂贵的离子注入机，且硼离子注入技术困难，同时硼离子注入退火温度较高且易形成硼原子簇而成为复合中心，目前已基本不作为量产工艺的实现方式。基于此，本文重点讨论②―⑥的五种SE工艺方式。    　　6、TOPCon的SE工艺实现路径：一次硼扩+激光掺杂    根据天合光能的发明专利（专利号为CN 110299422 A ），由于将BSG（硼硅玻璃）作为掺杂源时，激光掺杂难以将BSG的硼源掺杂进入P+层，导致重掺杂区域的P++浓度不达标，天合提出先通过扩散炉推进高硼表面浓度的P++层，但不进行氧化，以P++层作为激光掺杂源，再进行激光掺杂和氧化工艺，能够在解决硼掺浓度问题的同时，简化选择发射极的制备工艺流程。    　　一次硼扩+激光掺杂的工艺优势为工艺简单，设备数量需求较低，仅通过扩散炉+激光掺杂设备+清洗设备即可完成。    　　根据晶科能源的发明专利（专利号为CN 111739794 A），其对硼扩散工艺进行了进一步改进，本质上与天合类似，即均采用了硼扩散沉积（而不推进）形成掺杂源，再结合激光掺杂工艺实现SE。相比于一次硼扩，其第一次硼扩形成轻掺杂区域，第二次硼扩为后续激光掺杂提供足够硼扩散源，能够减少一次硼扩带来高温过程，有利于设备的稳定和减少对绒面的损伤。    　　二次硼扩+激光掺杂对应的工艺时间会有所增长，反应在设备数量预计有所增长。    　　根据协鑫集成的发明专利（专利号为CN 110444631 A），其通过一次硼扩散形成轻掺杂，然后对轻掺杂区域进行激光开膜，进而对开膜后的硅片进行二次硼扩散，从而形成重掺区。重掺区不仅覆盖轻掺区，同时对开膜区进行填充，从而在开膜区形成重掺杂，轻掺区形成轻掺杂，从而形成选择发射极。    　　激光开膜+二次硼扩对应的工艺时间会有所增长，反应在设备数量预计有所增长。在具体设备类别上，反映为激光开膜设备及硼扩散设备。    　　根据普乐新能源的发明专利（专利号为CN 113948374 A），其采用一次硼扩制作轻掺杂区域，搭配激光开槽+硼浆印刷制作重掺杂区的方法，形成N型电池硼扩SE结构。由于重掺杂区的激光开槽及硼浆印刷图形与丝网印刷图形一致，降低了金属电极的接触电阻；同时非印刷区域的轻掺杂，提高了光线短波响应，从而提升转换效率。    　　从设备端来看，不涉及二次扩散，工艺相对简单，对应设备为扩散炉、激光开槽设备、丝网印刷设备。    　　根据晶科能源的发明专利（专利号为CN 110707178 A），其利用印刷含有HF的刻蚀浆料的方式，在N型硅片硼扩面的电极栅线区域刻蚀掉BSG，得到刻蚀图形，再进行二次硼扩散，在预设栅线区域因刻蚀去除BSG使硅片暴露在外而形成重掺杂；而电极区域由于BSG的遮挡，形成轻掺杂，得到N型太阳能电池硼扩SE结构。预设栅线区域是用网版印刷刻蚀浆料，网版图形与后期印刷电极网版栅线图形一致；浆料覆盖的区域是后期电极栅线印刷的区域。    　　从工艺方式来看，该种工艺未采用激光设备，主要采用丝网印刷、刻蚀设备以及扩散炉完成，操作相对简单，对绒面的损伤也更小。    　　投资策略    　　基于设备招标及付款维度，2022年TOPCon扩产持续超预期。根据我们调研，目前TOPCon产业链招标规模正迅速放量，预计2022年TOPCon将占据新技术风口。我们认为此次海目星中标晶科订单对应的规模或超过40GW（即根据产业链调研，单GW激光设备投资约2000万元反推得出），亦印证了行业扩产正持续超预期。    　　激光设备有望充分受益TOPCon扩产进程。相比于PERC，激光设备在TOPCon的单GW投资额出现明显增长，主要原因为硼扩+SE工艺难于磷扩+SE，随着TOPCon的扩产不断超预期，激光设备在光伏领域的市场空间有望持续提升。建议重点关注海目星、帝尔激光、大族激光。    　　风险提示    　　1、TOPCon扩产不及预期。若TOPCon扩产不及预期，则会对激光设备应用造成影响。    　　2、激光技术推进不及预期。若激光技术的应用不及预期，则会影响相关标的的订单。    　　3、竞品类技术的表现。竞品类技术如进展顺利，会对激光技术的应用形成冲击。