隨著全球對高效率太陽能電池模組的需求快速成長，傳統的 PERC ( Passivated Emitter and Rear Contact ) 技術逐漸無法滿足未來需求。而新一代的 TOPCon ( Tunnel Oxide Passivated Contact ) 結構，正逐步成為主流，其高效率、低能量損失與優異的載子收集能力，使其被業界預估將在未來十年內佔據超過 60% 的矽基太陽能電池市場。

然而，TOPCon 技術對銀的使用量大增，導致成本大幅提升並對全球銀資源造成壓力。為此，雷射接觸開孔 Laser contact opening + 鍍銅 製程應運而生，提供一個可擴展、具成本效益且更永續的金屬化解決方案。

圖 1：TOPCon 太陽能電池製造中的 LCO + 電鍍金屬化製程。

專業雷射技術，打造高品質 LCO 製程

Spectra-Physics 所推出的 IceFyre® 系列工業級皮秒雷射，為 TOPCon 太陽能電池中的 LCO 應用提供絕佳效能與精度。其獨特設計結合紫外波長 (UV 355 nm) 與極短脈衝 (<12 ps)，能在極薄的矽氮化層上形成精準且可控的微結構開孔，有效保護底層的隧道氧化層與 poly-Si 層，確保最佳的電池效率。

IceFyre UV50 提供超過 50W 的 UV 輸出功率與可程式化脈衝控制 (TimeShift™ 技術)，支援從單發到 10 MHz 的高重複率操作，並可與高速掃描器 (如多邊形掃描器) 同步，達成極高速與低熱影響的加工條件。

這些特性使 IceFyre 成為業界領先的 LCO 加工雷射解決方案，幫助客戶在高效率、低損耗與高產能之間取得完美平衡。

圖 2：以皮秒 (ps) 和飛秒 (fs) 脈衝處理的雷射接觸開口 (LCO) 特徵範例，以及高斯和準平頂強度分布。

鍍銅三步驟，打造高導電金屬接點

1. 鎳鍍層：形成歐姆接觸與銅擴散阻擋層。
2. 銅鍍層：高導電、低內應力結構，穩固可靠。
3. 錫封裝：提升抗蝕性與焊接性。

此製程不僅降低材料成本，也改善接觸電阻、金屬線寬度與均勻性，大幅提升太陽能電池整體效能。

驗證效能：突破 26.7% 的效率表現

實驗數據顯示，即使在非最佳化條件下，採用 Spectra-Physics 雷射與 Atotech 鍍液的 LCO + 鍍銅製程，已能達到 23.3% 的效率。而其他研究團隊透過最佳化全流程後，更創下 26.7% 的轉換效率，接近 TOPCon 製程的理論極限。此生產過程可以透過多個高速加工頭並行運行，以達到每小時 35,000 片矽晶圓的產能，這使得 LCO + 電鍍技術成為商業化生產 TOPCon 太陽能電池的可行發展方向。

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