在钙钛矿电池的制造中,除电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层这些功能层外,制作TCO玻璃以及电极层时同样要用到PVD技术。PVD设备(物理气相沉积)的本质都是镀膜,区别只在于用在哪个层,正是这一原理的跨环节复用,把上游的镀膜设备与靶材、中游的TCO玻璃与各功能层镀膜加工、下游的钙钛矿电池组件集成串联成一条完整的上下游链条。
产业链是怎么串起来的
从设备角度看,钙钛矿主要涉及四类设备:涂布与印刷、PVD、激光,以及与晶硅差别不大的封装。其中PVD与涂布两类设备都沿用了面板行业的TFT制程,因此不少供应商原本就是给面板做设备的厂商。PVD工艺主要有三种,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。
这条链条的串联逻辑是:同一套镀膜原理在传输层、TCO玻璃、电极层多个环节复用,带来设备的通用性与环节间的协同——上游设备与靶材供应商、中游玻璃与镀膜加工、下游组件集成,围绕相近的镀膜能力展开。同时,各层的工艺窗口并不相同,对设备与工艺提出了定制化需求,这也是行业难点更多落在工艺而非设备本身的原因。
| 产业链环节 | 主要环节 | 与PVD的关系 |
|---|---|---|
| 上游 | PVD镀膜设备、靶材供应 | 提供镀膜能力 |
| 中游 | TCO玻璃、各功能层镀膜加工 | 直接使用PVD镀膜 |
| 下游 | 钙钛矿电池组件集成 | 集成各镀膜环节 |
为什么说难点在工艺
涂布与印刷主要用于钙钛矿层:印刷相对冷门、成本低,但高温制备时容易破坏钙钛矿层;涂布是更主流的路线,分为狭缝涂布与刮刀涂布,其中狭缝涂布在锂电池极片、液晶面板光学膜中已有应用,在精度、设备控制和浆料配方上更有经验。PVD则用于传输层,并延伸到TCO玻璃与电极层。
这些设备并非钙钛矿专属,而是在其他行业已有出现、针对钙钛矿做了优化。因此行业难点并不在设备本身,而在于驾驭设备的工艺积累——掌握工艺经验的一方往往拥有更多know-how。
常见问题
PVD在钙钛矿电池里到底用在哪几层?
PVD(物理气相沉积)除用于上下两个传输层外,在做TCO玻璃以及电极层时也要用到。设备本质都是镀膜,区别只是用在哪个层。
TCO玻璃和电极层为什么也算PVD环节?
因为这两处的制备同样依赖PVD镀膜技术,与传输层共享同一套物理气相沉积原理,只是各自的工艺窗口不同,需要相应的定制化调整。
钙钛矿设备是从零开始的新设备吗?
不是。涂布、PVD与面板行业关联度较高,激光则相对通用,这些设备在别的行业里都或多或少出现过,只是针对钙钛矿做了优化。