在钙钛矿电池产线上,PVD(物理气相沉积)并非只服务上下两个传输层——做TCO玻璃和电极层时同样要用到PVD技术。由于各膜层在材料体系、成膜顺序与后续工艺上的角色不同,对镀膜设备提出的需求存在明显差异:传输层更看重成膜质量与对下层膜的保护,TCO玻璃与电极层则更强调与整线刻蚀、串联工序的配合。
传输层:成膜质量优先
钙钛矿在膜的层面主要分为三层——电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层,上下两个传输层均由PVD承担。这类膜层直接与钙钛矿层接触,成膜质量是核心考量。从工艺路线看,PVD主要有三种,其中前两种较为成熟,第三种RPD原为日本住友的独家技术,现已授权给捷佳。设备选型时,需结合传输层在反式平面结构中的位置与后续激光工序来配置。
TCO玻璃与电极层:与刻蚀工序协同
TCO玻璃是钙钛矿电池的重要基底,其镀膜同样依赖PVD。在整线工序中,第一道工序是FTO玻璃的清洗并配合第一道激光,随后依次制作空穴传输层、钙钛矿层和电子传输层,其间需要P2、P3两道激光。这意味着TCO玻璃与电极层的镀膜设备,必须与P1至P4的激光刻蚀节奏相匹配。P1主要针对玻璃,后两道主要针对膜层,所用激光不同;P4用于清除无效区域,方便后续拼接。镀膜与刻蚀的衔接质量,直接影响电池串联与电压输出。
设备差异的本质
需要指出的是,无论哪种PVD工艺,本质都是镀膜,区别只是用在哪个层。钙钛矿的主要设备——涂布印刷、PVD、激光——并非钙钛矿专属,在面板等行业已有应用,只是针对钙钛矿做了优化。因此行业难点更多在工艺而非设备本身,驾驭设备的人拥有更多KNOW-HOW。
常见问题
钙钛矿PVD设备与涂布设备的分工是什么?
涂布与印刷主要用于钙钛矿层,而PVD用于传输层,同时也用于TCO玻璃和电极层。两类设备在面板行业均有较高关联度,只是针对钙钛矿做了工艺优化。
为什么TCO玻璃和电极层对PVD的要求不同于传输层?
因为TCO玻璃涉及第一道激光工序,电极层则与P2、P3刻蚀及后续串联直接相关。镀膜设备需与P1至P4的激光节奏协同,而非仅关注单层成膜。
RPD在钙钛矿PVD中处于什么位置?
RPD是PVD三种工艺之一,原为日本住友的独家技术,现已授权给捷佳。前两种PVD工艺较为成熟,RPD相对新颖,设备选型时可作为工艺路线之一纳入考量。