钙钛矿电池各功能层制备中,PVD三种工艺路线在下游应用场景上如何分工?
在钙钛矿电池的制备中,PVD(物理气相沉积)技术主要应用于电子传输层、空穴传输层、TCO玻璃以及电极层等功能层的镀膜环节。三种工艺路线——蒸镀、磁控溅射和RPD——在下游应用场景上的分工可以概括为:蒸镀与磁控溅射是较为成熟的工艺,而RPD则是相对新颖的技术路线。三种工艺的原理均为物理气相沉积,区别主要在于适用的功能层和工艺特性。
三种PVD工艺的定位与分工
从工艺成熟度来看,蒸镀和磁控溅射属于较为成熟的技术,而RPD(反应等离子体沉积)原为日本住友的独家技术,后授权给捷佳,因此常听到捷佳在钙钛矿设备上的布局即指RPD。三种工艺的本质都是镀膜,区别只是用在哪个层而已。
在钙钛矿组件的功能层制备中,PVD技术的应用覆盖了上下两个传输层(电子传输层与空穴传输层)、TCO玻璃以及电极层。具体到不同工艺路线的分工,官方资料指出,三种工艺的原理图及优劣势各有不同,但并未给出某一工艺与特定功能层的严格一一对应关系,而是强调PVD整体作为镀膜手段服务于这些功能层。
与面板行业的技术同源性
值得关注的是,钙钛矿电池的PVD设备与面板行业的TFT制程具有较高的技术同源性。钙钛矿组件与OLED的结构类似,因此在涂布和PVD这两类设备上,能看到很多公司以前是给面板做设备的。这意味着PVD工艺路线在钙钛矿领域的应用,很大程度上借鉴了面板行业的成熟经验。
从产业链视角看,对于钙钛矿这种大型技术变革,第一波享受到红利的往往是设备厂,而电池厂大部分要等到产业链成熟后才有投资机会。PVD设备作为其中的关键环节,其工艺路线的选择与下游应用场景的匹配,将直接影响钙钛矿组件的量产效率与良率。
常见问题
为什么说PVD工艺的难点不在设备而在工艺?
官方资料指出,钙钛矿行业使用的PVD设备并非专属于钙钛矿的新设备,在面板等行业已有较多应用,只是针对钙钛矿做了优化。因此难点并不在设备上,反而是在工艺上——驾驭设备的人会拥有更多的KNOW-HOW。
RPD工艺与其他两种工艺相比有何特点?
RPD(反应等离子体沉积)是三种PVD工艺中相对新颖的一种,原为日本住友的独家技术,现授权给捷佳。与蒸镀和磁控溅射相比,RPD的成熟度相对较低,但作为PVD家族的一员,其同样服务于钙钛矿电池的传输层、TCO玻璃及电极层等功能层的镀膜需求。
PVD设备在钙钛矿电池制备中的具体应用范围是什么?
PVD技术不仅用于上下两个传输层(电子传输层和空穴传输层),在制作TCO玻璃以及电极层时同样需要用到PVD技术。这三种工艺路线的本质都是镀膜,区别只是用在哪个层而已。