钙钛矿技术变革中,设备厂是第一波享受红利的环节,而下游不同应用场景对设备的需求结构差异显著:单结地面电站以大面积涂布/蒸镀设备为核心,与晶硅叠层对设备精度和工艺兼容性提出额外要求,BIPV则带来柔性或透光组件的差异化设备需求。整体来看,钙钛矿核心设备主要有四类——涂布/印刷、PVD真空镀膜、激光刻蚀及封装,其中前三类与面板行业TFT制程关联度高,行业难点更多在于工艺而非设备本身。

单结地面电站:大面积成膜设备是核心

对于单结钙钛矿地面电站,核心需求集中在钙钛矿层的大面积制备设备。量产线主流工艺是涂布路线,其中狭缝涂布因在锂电池极片、液晶面板光学膜中已有成熟应用,在精度、设备控制及浆料配方上更具经验,成为更主流的选择;刮刀涂布为另一路线,而实验室常用的旋涂因浆料利用率低、不适合产业化,与量产工艺不能对等看待。印刷路线相对冷门,虽具备低成本、高吞吐量优势,但高温制备时易破坏钙钛矿层。

除钙钛矿层外,电子传输层、空穴传输层及TCO玻璃、电极层的制备均需PVD(物理气相沉积)设备,主要工艺包括蒸镀、磁控溅射及RPD。由于钙钛矿组件结构与OLED类似,该领域设备商多来自面板行业。

叠层电池:对设备精度与工艺兼容性要求更高

与晶硅叠层是钙钛矿的重要应用方向,其对设备的要求不仅涵盖单结产线的大面积制备能力,更强调镀膜精度与不同膜层间的工艺兼容性。钙钛矿组件需通过P1-P4四道激光工序完成刻蚀与清边,其中P1针对玻璃、P2/P3针对膜层,所用光源各不相同,叠层结构下各功能层的薄膜制备与激光划刻的配合精度要求进一步提升。此外,设备商的核心壁垒在于核心部件自制能力,以激光设备为例,激光器能否自制是决定企业竞争力的关键。

BIPV:柔性或透光组件带来差异化设备需求

光伏建筑一体化(BIPV)场景对组件的柔性或透光性提出要求,相应地,设备需求也呈现差异化。钙钛矿作为薄膜电池,其制备工艺本身具备适配柔性基板的潜力,但具体到柔性组件的涂布、镀膜及激光划刻,对设备的张力控制、低温工艺及透光区域的图形化精度均有不同要求。目前该领域仍处于产业化早期,具体设备方案将随下游组件形态的成熟而逐步明确。

常见问题

钙钛矿设备厂为何率先受益于技术变革?

对于钙钛矿这类大型技术变革,第一波享受红利的往往是设备厂,电池厂大多要等到产业链成熟后才出现投资机会,因此处于产业链前夜的设备厂是当下投资的重点。

钙钛矿核心设备有哪些?与现有行业有何关联?

核心设备主要包括涂布/印刷设备(钙钛矿层)、PVD真空镀膜设备(传输层、电极层)及激光刻蚀设备(P1-P4电路构造)。这三类设备并非钙钛矿专属,在面板等行业已有应用,针对钙钛矿进行了工艺优化,行业难点主要在工艺端而非设备端。

激光设备在钙钛矿产线中起什么作用?

激光设备用于刻蚀构造电池电路结构,业内称为P1-P4四道工序:前三道激光用于划刻形成线槽、阻断电流并串联电池,P4用于清除无效区域以方便拼接。由于各层材料不同,所用光源也各不相同,激光器是否具备自制能力是设备商竞争壁垒的关键。