钙钛矿镀膜设备从研发走向量产,经历了从实验室验证到产线落地的关键拐点,而PVD(物理气相沉积)路线之所以胜出,核心在于其原理上的高适配性与多环节通用性——除钙钛矿层本身外,电池的传输层、电极等环节均需用到PVD设备,其在钙钛矿整线设备价值量中占比最高。

从研发到量产的关键拐点

国产钙钛矿镀膜设备的量产进程在2020年至2022年间明显提速,主要呈现为设备从“定制研发”向“量产交付”跨越的节点性事件:

  • 2021年:激光设备率先进入客户端验证,杰普特为大正微纳定制的首套柔性钙钛矿膜切设备通过验收并投入生产;迈为股份亦向客户交付了定制的单结大面积钙钛矿电池激光设备。
  • 2022年:镀膜设备迎来集中突破。捷佳伟创的立式反应式等离子体镀膜设备(RPD)通过厂内验收并发运客户,填补了国产设备空白;晟成光伏(京山轻机旗下)的团簇型多腔式蒸镀设备实现量产,并成功应用于多个客户端;帝尔激光则交付了覆盖P1至P4四道工序的钙钛矿电池激光设备。

这些节点标志着设备厂商已从单一环节的样机验证,过渡到面向量产线的整线交付能力构建。

PVD路线为何胜出:原理适配与分支演进

PVD胜出的根本原因在于其工艺原理与钙钛矿电池结构的天然契合。从玻璃基底到电极,除钙钛矿层外几乎每一层功能膜都依赖真空镀膜完成,这使得PVD成为贯穿全流程的核心工艺。相比之下,涂布与激光设备虽同样关键,但应用环节相对聚焦,因此在整线价值量中占比低于PVD。

在PVD原理之下,不同技术分支在量产验证中经历了清晰的演进与取舍:

技术分支量产验证状态主要供给方
溅射镀PVD已有出货捷佳伟创、众能光电、晟成光伏、湖南红太阳
RPD(反应式等离子体镀膜)立式设备通过厂内验收并发运捷佳伟创
蒸镀PVD团簇型多腔式设备量产并应用于客户端晟成光伏(国产)、Angstrom Engineering(进口)等

一个值得关注的结构性差异在于设备形态的选择:晶硅路线因硅片薄片化趋势更倾向水平式(卧式)设备以保证薄片固定,而钙钛矿在玻璃上镀膜,未来大尺寸玻璃若采用水平放置易发生自然形变,因此立式设备被视作面向未来的储备方向——捷佳伟创在钙钛矿领域布局的立式RPD设备即体现了这一技术预判。

常见问题

钙钛矿镀膜设备中,RPD和蒸镀是一回事吗?

不是。RPD(反应式等离子体镀膜)与蒸镀同属PVD原理下的不同分支。RPD设备目前主要由捷佳伟创供应,其立式设备在2022年通过厂内验收并填补国产空白;蒸镀设备方面,晟成光伏的团簇型多腔式设备已实现量产并用于客户端。两者在成膜机理与适用环节上各有侧重。

为什么说PVD设备在钙钛矿产线中价值量最高?

因为PVD设备在钙钛矿电池制造中是多环节、多路线通用的核心装备。除了钙钛矿层本身,从玻璃基底的导电层到两个传输层再到电极,几乎都需要PVD工艺参与,因此其设备价值量占整线比例最高,官方口径约为40%。

国产设备与进口设备在钙钛矿镀膜环节的竞争格局如何?

在溅射镀PVD和RPD环节,国产设备已具备出货能力;蒸镀PVD环节则呈现国产与进口并存的格局,进口代表为加拿大Angstrom Engineering,国产代表包括晟成光伏、众能光电等。各厂商的出货进展可通过其官方渠道验证,具体性能对比需以客户端量产数据为准。