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谁主沉浮！溶液涂布“鏖战”真空镀膜

发布时间：

2024-06-28

钙钛矿组件面积放大后面临效率损失，钙钛矿层制备质量是其中影响关键一环。在0.1cm2的测试面积下，钙钛矿实验室效率记录为25.7%。随测试面积提升至20cm²以上，实验室认证效率下降至约22%。

钙钛矿组件面积放大后面临效率损失，钙钛矿层制备质量是其中影响关键一环。在0.1cm2的测试面积下，钙钛矿实验室效率记录为25.7%。随测试面积提升至20cm²以上，实验室认证效率下降至约22%。随测试面积进一步提升至和传统晶硅组件相同的平米级别，量产效率记录目前不到15%。为解决面积放大后效率大幅损失问题，核心在于提高钙钛矿层的制备质量。

不同面积钙钛矿组件认证效率追踪(截至2022年11月)

资料来源：《Progress in Photovoltaics》[1]，中金公司研究部

钙钛矿层大面积生产工艺的核心难点是保证钙钛矿薄膜在大面积生产条件下保持平整、致密、全覆盖、大晶粒，主要制备难点在于：

1)钙钛矿层厚度仅500nm，对玻璃基底的热胀冷缩和翘曲更加敏感，提高了膜层成膜难度;

2)一次性成膜面积在平米级，与晶硅电池镀膜(最大0.2m×0.2m)相比面积有显著提升，提升成膜难度。

目前钙钛矿层的主流制备工艺包括溶液涂布法和真空镀膜法。溶液涂布法成本低、设备兼容度高、原料利用率高，但大面积均匀性不易控制、对基底平整度要求高。真空镀膜法均匀性控制好、对基底平整度要求低，但原料利用率较低、成本高、生产速度慢、设备兼容度低。

溶液涂布法和真空镀膜法对比

资料来源：《大面积钙钛矿薄膜涂布技术与钙钛矿太阳能模组研究》[2]，公司公告，公司官网，中金公司研究部

溶液涂布

溶液涂布法原料利用率较高，设备成本相对较低，但均匀性和厚度控制还需设备进一步改善性能。溶液涂布法将液态涂布物质涂敷到基底上，再通过干燥固化成膜。溶液涂布主要有四种实现方式，分别为狭缝涂布、刮刀涂布、喷雾涂布和喷墨打印，其中，狭缝涂布相对更有利于控制钙钛矿层大面积制备的均匀性，是目前主流的钙钛矿量产涂布工艺。

狭缝涂布：将钙钛矿前驱体溶液从狭缝上倒下去，狭缝在机械装置带动下左右移动，移动时配合加热，吹氮气使溶剂蒸发，过程中钙钛矿溶液形核、结晶，从液相到固相形成钙钛矿薄膜。

刮刀涂布：刮刀带动前驱体溶液铺满基底形成平整湿膜，湿薄膜干燥形成固态薄膜。

喷雾涂布：前驱体溶液液滴通过喷枪压力喷射，在基底上形成湿膜，在干燥后形成固体膜。

喷墨打印：通过调节打印枪内压力，将钙钛矿前驱体溶液打印在基底上形成薄膜。

关键词：

涂料