Поскольку PHPExcel записывает файл на диск в любом случае, если вы перехватываете стандартный вывод, то внутренне происходит то, что файл записывается на диск, затем читается с диска (и удаляется), печатается на стандартный вывод и затем записывается ввыходной буфер.
Вы также можете сделать:
$tmpfile = tempnam($tmp_dir, 'phpxltmp');
$objWriter = PHPExcel_IOFactory::createWriter($objPHPExcel, 'Excel2007');
$objWriter->save($tmpfile);
$excelOutput = file_get_contents($tmpfile);
unlink($tmpfile);