作者 深度行业研究

当前以钙钛矿为主的第三代光伏技术凭借突出的理论效率受到广泛关注。

目前钙钛矿正处于逐步从科研向产业化尝试的阶段，但还需要解决大面积制备与产品寿命等核心瓶颈。

钙钛矿工艺流程包括薄膜制备、激光刻蚀、封装三大步。

钙钛矿层的均匀制备是目前主要工艺困难，狭缝涂布设备、蒸镀设备等不同路线均有尝试；另外激光设备精度提升可以有效减小死区面积。

钙钛矿电池制备流程图：

资料来源：天风证券

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薄膜制备

钙钛矿电池的产品结构原理和硅基电池差距巨大，因此，需要设计全新的工艺流程，生产线设备。

其中，制备大面积高性能高稳定性均匀高质量的薄膜，是其中的主要技术痛点。

从具体技术选择看，薄膜沉积工艺多样，尚无唯一的主导路径出现。此外，在其它工艺环节、以及材料和电池结构选择上，各厂家也拥有不同的尝试空间。

钙钛矿电池薄膜制备技术路线一览:

镀膜设备

钙钛矿电池的核心层“钙钛矿层”主要包括两类镀膜方法：溶液法（湿法制备）和气相法（干法制备），可单独或组合使用。目前来看不同薄膜制备方法仍处于两种技术并存发展的状态。

从各家布局情况来看，协鑫纳米、黎元新能源、曜能科技湿法专利明显突出，纤纳光电、极电光能、众能光电则是选择湿法、干法专利同时布局。

镀膜设备可应用在透明导电薄膜、空穴传输层、电子传输层、钙钛矿层、背电极的沉积。

设备包括磁控溅射(PVD)/等离子源(RPD)/原子层沉积(ALD)/化学气相沉积(CVD)/蒸镀设备等，其中PVD/RPD设备技术在HJT等已有应用。

镀膜设备主要企业包括京山轻机(全资控股晟成光伏)、捷佳伟创、弗斯迈、众能光电、四盛科技、湖南红太阳光电科技、宏大真空、合肥欣奕华、科晶智达、德国莱宝等。

京山轻机(晟成光伏)钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备现已量产，成功应用于多个客户端，公司可提供PVD镀膜设备、团簇型多腔蒸镀设备。

捷佳伟创获得某央企研究院的钙钛矿低温低损薄膜真空沉积设备，及某国家科学院的反应式等离子镀膜设备后，自主研发的钙钛矿共蒸法真空镀膜设备（PVD）也顺利的再次取得订单，公司成功中标了某全球头部光伏企业的钙钛矿电池蒸镀设备项目。

弗斯迈可提供钙钛矿光伏整线解决方案，在钙钛矿镀膜环节，公司拥有真空溅射镀膜设备。

科晶智达可提供钙钛矿太阳能电池制备的全套方案，在钙钛矿镀膜环节配有旋转涂层机、蒸镀仪等设备。

涂布设备

涂布设备主要用于制作钙钛矿吸光层，其它薄膜层根据材料选择也可应用。其中狭缝涂布作为一种精密的涂布技术，其工作原理是涂布液在一定压力一定流量下沿着涂布模具的缝隙挤压喷出而转移到基材上。

相比其它涂布方式，具有很多优点，如涂布速度快、精度高、湿厚均匀等；由于涂布系统封闭，在涂布过程中能防止污染物进入，浆料利用率高、能够保持浆料性质稳定，可同时进行多层涂布。

涂布设备主要企业包括德沪涂膜、众能光电、大正微纳、黎元新能源、协鑫光电、弗斯迈和日本东丽等。

目前德沪涂膜是最大的钙钛矿电池制造用核心狭缝涂布设备供应商，在国内钙钛矿电池和平板显示领域市场占有率达70%以上。

大正微纳拥有Die Gate狭缝涂布机mini系列等狭缝涂布设备。

众能光电开发有一系列相关的高端装备，包括：喷雾热解镀膜机、玻璃切割机、高精度涂布机、激光刻蚀机、真空蒸镀机、磁控溅射机、PECVD和SALD等。

协鑫光电拥有应用于制备钙钛矿电池的刮涂设备专利。

科恒股份全资子公司浩能科技研发生产的用于钙钛矿电池的薄膜平板涂布设备已获得订单。

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激光刻蚀

数据来源：Joule

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封装