钙钛矿组件产线中,PVD(含RPD)设备覆盖除钙钛矿层以外的几乎所有环节,包括玻璃基底(若自产)、空穴传输层、电子传输层及电极;涂布设备(主流为狭缝涂布)专用于钙钛矿层的成膜;激光设备则完成 P1—P4 四道刻蚀工序,用于去除 TCO 层、功能层、背电极的加工及膜层清除。从设备价值量占比看,PVD(含RPD)、涂布、激光设备分别约占 40%、20%、10%。下游需求结构(单结还是叠层、玻璃尺寸大小、量产规模)直接决定设备选型:例如玻璃基底尺寸增大时,立式 PVD 设备更利于防止大玻璃自然形变;量产线则更倾向采用封闭系统更稳定的狭缝涂布方案。
三类设备在产线中的角色分工
PVD:多环节复用,价值量最高。 在钙钛矿组件制造中,从玻璃基底(若企业自产)到两个传输层再到电极,都会涉及 PVD 设备。其价值量占比最高(约 40%),核心原因在于“多环节使用”和“多种技术路线都会用到”。在设备形态上,晶硅路线更倾向于水平式(卧式)设备,而钙钛矿因在玻璃上镀膜,未来大尺寸玻璃若采用水平放置易发生自然形变,因此立式设备(自下而上镀膜)可能性更大。已公告有钙钛矿用镀膜设备的供应商包括捷佳伟创、京山轻机(晟成光伏)、湖南红太阳、众能光电等。
涂布:专用于钙钛矿层,狭缝涂布为主流。 从量产角度看,狭缝涂布是更好的选择,因为其整个系统处于相对封闭的空间,涂布过程更稳定。国内技术较具代表性的厂商是上海德沪,其开发了全球首套用于大面积钙钛矿太阳能板制造的核心涂膜设备系统,并拥有从研发、中试到量产的系列精密溶液成膜设备及全解决方案(含前端配液工序)。此外,众能光电也有涂布、刮涂一体机。
激光:完成 P1—P4 四道刻蚀。 钙钛矿电池需要应用 P1、P2、P3、P4 共 4 道激光,分别用于去除 TCO 层、功能层、背电极的加工及膜层清除。激光设备供应商可分为两类:一类是专做激光的企业(如众能光电、杰普特、大族激光),另一类是传统光伏设备厂商(如迈为股份、帝尔激光)。以杰普特为例,其与薄膜电池企业合作开发钙钛矿激光设备,单条产线对激光设备的需求已从原先的 1 台增至 4 台,单线价值量明显提升。
设备选型如何随下游需求结构变化
设备选型首先取决于技术路线(单结还是叠层)。单结钙钛矿组件与晶硅叠层组件对镀膜工艺的要求不同,但 PVD 作为通用镀膜原理,在多种技术路线中都会被用到;钙钛矿层则无论单结还是叠层都需要涂布设备完成成膜。
其次,玻璃基底尺寸大小影响 PVD 设备形态选择。当前钙钛矿组件多为小尺寸,若未来玻璃尺寸变大,立式 PVD 设备因可自下而上镀膜、避免大玻璃自然形变,更可能成为主流选择。
再者,量产规模决定涂布设备选型。量产线更倾向采用狭缝涂布方案,因其封闭系统带来更好的工艺稳定性;而研发或中试阶段可选择更灵活的精密成膜设备。
最后,激光设备的配置数量与产线设计直接相关。随着产线对激光设备需求从单台向多台演进,单线激光设备的价值量也随之提升,这反映了下游对更高精度、更多道次刻蚀工艺的需求。
常见问题
为什么 PVD 设备在钙钛矿产线中价值量最高?
PVD 设备价值量占比约 40%,主要因为它在产线中多环节复用——除钙钛矿层外,玻璃基底、两个传输层以及电极都会涉及 PVD 镀膜。同时,PVD 作为一种通用镀膜原理,无论是单结钙钛矿还是叠层路线都会用到,需求覆盖面广。
狭缝涂布为什么是量产线的主流选择?
狭缝涂布的系统处于相对封闭的空间,整个涂布过程更加稳定,因此从量产角度看是更好的选择。国内厂商中,上海德沪在这一领域较具代表性,其开发的全球首套大面积钙钛矿涂布机已通过验收。
激光设备在钙钛矿产线中承担什么工序?
激光设备完成 P1—P4 共 4 道刻蚀工序,分别用于去除 TCO 层、功能层、背电极的加工以及膜层清除。随着产线对刻蚀精度和多道次工艺的要求提升,单条产线所需的激光设备数量也在增加,单线价值量相应提升。