丝网印刷是钙钛矿层制备中应用最广的印刷类工艺,其核心优势在于低成本与高吞吐量,但高温制备环节可能对钙钛矿层造成破坏。在工艺路线尚无统一标准的当下,政策与行业规范对转化效率、长期稳定性的认证要求,将直接影响丝网印刷技术的走向与设备验收标准。

丝网印刷在钙钛矿工艺中的位置

钙钛矿电池的膜层结构主要包含电子传输层、钙钛矿层与空穴传输层。制备钙钛矿层的大面积量产思路分为涂布与印刷两类:涂布(狭缝涂布、刮刀涂布)相对主流,印刷工艺中则以丝网印刷使用最多。其原理类似打印机,直接将钙钛矿层“打印”到电池上,优势在于低成本、高效率(吞吐量),但高温制备时容易破坏钙钛矿层,这是该路线需要攻克的关键工艺难点。

从国内企业的专利布局看,丝网印刷机已有部分头部钙钛矿企业进行布局,但整体布局企业数量少于狭缝涂布机等主流路线,显示该工艺仍处于产业化探索阶段,尚未形成统一的技术共识。

政策与行业规范的引导方向

钙钛矿组件要进入市场,必须通过转化效率、首年衰减与长期稳定性等认证测试。这些认证要求从结果端倒推工艺选择:

  • 效率与良率要求:丝网印刷的高吞吐量优势有利于降低单瓦成本,但若高温工序导致膜层损伤、影响组件效率与良率,则可能在与涂布路线的竞争中处于劣势。
  • 长期稳定性门槛:钙钛矿组件的首年衰减与长期稳定性测试周期较长,若丝网印刷工艺制备的膜层在可靠性上无法满足规范要求,将限制其规模化应用。
  • 设备验收规范:随着行业标准逐步清晰,设备验收将不仅考察吞吐量等效率指标,更会纳入对膜层质量、工艺窗口等与组件寿命相关的参数要求,这将推动丝网印刷设备向精细化方向迭代。

常见问题

丝网印刷与狭缝涂布,哪种会成为主流?

目前涂布(尤其狭缝涂布)是钙钛矿层制备的主流路线,丝网印刷是印刷类工艺中使用最多的技术。两种路线各有优劣,最终走向取决于政策认证要求下,各工艺在效率、成本与长期稳定性之间的综合平衡,目前尚无定论。

政策如何影响丝网印刷的技术选择?

政策端通过组件认证标准(转化效率、首年衰减、长期稳定性测试)对工艺提出结果性要求。若丝网印刷能在保持低成本、高吞吐量优势的同时,解决高温制备对钙钛矿层的损伤问题,并通过稳定性测试,则将获得更大的产业化空间。

丝网印刷设备企业面临哪些挑战?

核心挑战在于工艺Know-How的积累——如何在高速印刷的同时控制膜层均匀性与质量,并适配钙钛矿材料对温度敏感的特性。设备验收规范若进一步细化,将要求企业在温控、浆料适配等方面进行针对性优化。