钙钛矿组件反式平面结构的量产,核心设备话语权之所以仍集中在少数国家手中,关键在于PVD设备中的RPD技术长期由日本住友独家掌握,以及激光设备中高端激光器的自制能力构成了行业壁垒。涂布设备因与面板行业关联度高,国内已有经验积累;但RPD技术原为日本住友独家,现授权给捷佳伟创;激光设备中,激光器能否自制是决定企业壁垒的关键,目前仅大族激光、华工科技、海目星等头部企业实现自制。
三大设备体系与全球格局
钙钛矿反式平面结构的制备主要依赖涂布、PVD、激光三大设备体系,每一环节的全球竞争格局各不相同。
涂布设备主要用于钙钛矿层的制备,主流路线为狭缝涂布。该技术在锂电池极片、液晶面板光学膜中已有成熟应用,国内企业在精度、设备控制、浆料配方等方面具备经验积累,与面板行业关联度高。
PVD设备用于电子传输层、空穴传输层及TCO玻璃、电极层的制备,包含蒸镀、磁控溅射镀、RPD三种工艺。其中RPD原为日本住友的独家技术,现已授权给捷佳伟创,这也是捷佳伟创布局钙钛矿设备的核心所在。
激光设备用于刻蚀电路结构,业内称为P1-P4四道工序。前三道用于划刻形成线槽、阻断电流、串联电池,P4用于清除无效区域。激光设备的核心壁垒在于激光器是否能自制,这直接决定了企业的竞争高度。
国产设备商的突破与瓶颈
从面板行业跨界切入是国产钙钛矿设备商的重要路径。涂布和PVD两类设备与面板行业TFT制程高度相关,因此能看到不少此前服务面板行业的公司进入钙钛矿设备领域。
在激光设备环节,头部企业的激光器自制情况呈现明显分化:
| 企业 | 是否激光器自制 |
|---|---|
| 大族激光 | ✓ |
| 华工科技 | ✓ |
| 海目星 | ✓ |
| 联赢激光 | ✓(部分) |
| 亚威股份 | 未标注 |
| 帝尔激光 | 未标注 |
| 德龙激光 | ✓ |
大族激光的激光器产品覆盖紫外及超快激光器、高功率光纤激光器、中低功率CO₂激光器等,已实现独立销售;海目星自产激光器设备的销售收入占比逐年提升。但联赢激光的大功率激光器等重要原材料仍主要通过境外厂商或其境内代理商采购,反映出高端环节对外依赖的现实。
常见问题
钙钛矿反式平面结构为什么需要这么多设备体系?
钙钛矿组件在膜层面分为电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层,加上TCO玻璃和电极层,各层制备工艺不同。钙钛矿层主要用涂布设备,传输层和电极层用PVD设备,刻蚀电路则需要激光设备,三者缺一不可。
RPD技术为什么重要?
RPD是PVD三种工艺中相对新颖的一种,原为日本住友独家技术,现已授权给捷佳伟创。这也解释了为何捷佳伟创在钙钛矿设备领域备受关注。
国产激光设备商的核心挑战是什么?
激光设备的关键在于激光器能否自制,这决定了企业壁垒的高低。目前仅大族激光、华工科技、海目星等头部企业实现自制,部分企业仍需外购大功率激光器等核心部件,高端环节的国产替代仍在推进中。
总体而言,钙钛矿设备的难点并不在设备本身,而在于工艺——驾驭设备的人所积累的KNOW-HOW,才是真正的竞争壁垒所在。